Question

一个质量为24 kg的气象气球,以20 m/s的速度匀速上升,当气球上升到50 m高处时掉下一个4.0 kg的重物，经3 s后,气球和重物之间的距离是多少?(g取10 m/s²)

Answer 1

54 m

解析：重物从气球上掉下时,由于具有惯性,所以物体先以20 m/s的初速度匀减速上升,后又加速下降.而气球由于总质量变小浮力不变,所以,以20 m/s的初速度加速上升.因此,由开始时气球匀速上升

F_浮=G=240 N,

后气球所受的合力为F_浮-G′=m′a,

得：a==2 m/s².经历3 s后上升高度：

s_气球=v₀t+at²=20×3 m+×2×3² m=69 m

而重物掉下后a=g,

所以s_重=v₀t+at²=20×3 m-×10×3² m=15 m

所以Δs=s_气球-s_重=69 m-15 m=54 m.