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4.直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子,如图所示.设投放初速度为零,箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比,且运动过程中箱子始终保持图示姿态.在箱子下落过程中,下列说法正确的是(  )
A.箱内物体对箱子底部始终没有压力,处于完全失重状态
B.箱子刚从飞机上投下时,箱内物体受到的支持力最大
C.若下落距离足够长,箱内物体受到的支持力等于物体的重力
D.箱子接近地面时,箱内物体受到的支持力比刚投下时小

分析 先对整体受力分析,受重力和空气阻力,由于空气阻力与箱子下落速度的平方成正比,速度越来越大,故箱子做加速度不断减小的加速运动,当加速度减为零时,速度达到最大;再对箱内物体受力分析,受到重力和支持力,根据牛顿第二定律列式分析讨论.

解答 解:ABC、刚释放时,速度较小,阻力较小,箱子做加速运动,空气阻力与箱子下落速度的平方成正比,阻力不断变大,故箱子做加速度不断减小的加速运动,当加速度减为零时,速度达到最大,之后做匀速运动;在达到稳定速度前箱内物体处于失重状态;
对箱内物体受力分析,受到重力和支持力,根据牛顿第二定律,有:
mg-N=ma
由于a逐渐增大到等于g,故支持力N由0逐渐增大到mg,之后保持不变;故C正确,AB错误;
D、由以上的分析可知,支持力N由0逐渐增大到mg,之后保持不变,所以箱子接近地面时,箱内物体受到的支持力比刚投下时大.故D错误.
故选:C

点评 本题关键先对整体受力分析,得到加速度的变化情况,然后再对m受力分析,根据牛顿第二定律列方程分析求解.

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