Question

一质量为M的探空气球在匀速下降，所受浮力F始终保持不变，在运动过程中气球所受的阻力大小仅与其速率有关，重力加速度为g．为使该气球以同样的速率匀速上升，应从气球篮中抛出物体的质量为

 

；抛出物体后，在气球继续向下运动的过程中加速度大小的变化情况是

 

．

Answer 1

分析：分别对气球匀速上升和匀速下降过程进行受力分析，根据共点力平衡条件列式求解即可．分析气球的合力变化，判断加速度的变化．

解答：解：匀速下降时，受到重力Mg，向上的浮力F，向上的阻力f，根据共点力平衡条件
Mg=F+f ①
气球匀速上升时，受到重力（M-△m）g，向上的浮力F，向下的阻力f，根据共点力平衡条件
（M-△m）g+f=F ②
由①②式解得
△m=2（M-

F

g

）
抛出物体后，在气球继续向下运动的过程中，气球做加速运动，阻力增大，合力减小，则加速度逐渐减小．
故答案为：2（M-

F

g

），逐渐减小

点评：本题关键对气球受力分析，要注意空气阻力与速度方向相反，然后根据共点力平衡条件列式求解．