题目内容
12．一个质量为24kg的气象气球以20m/s的初速度匀速上升，当气球升到30m高处时，有一个质量为2kg的物体从气球上自由落下，经过2s后气球和物体的距离为多少．分析 重物掉下后做竖直上抛运动，根据位移公式x=${v}_{0}t-\frac{1}{2}g{t}^{2}$，可求出经过2s后重物与脱落点的位移．气球原来做匀速直线运动，重物掉下后，浮力不变，将向上做匀加速运动，由牛顿第二定律求出加速度，再由位移公式求出经过2s后气球与脱落点的位移，即可得到经过2s后气球和重物之间的距离．
解答 解：2s时物体的速度v=20-10×2=0；此时物体恰到达到最高点．
重物掉下后做竖直上抛运动，经过2s后重物的位移为x1=${v}_{0}t-\frac{1}{2}g{t}^{2}$=20×2-$\frac{1}{2}×10×4$=20m
重物掉下后气球的加速度为a=$\frac{F}{m}$=$\frac{{m}_{物}g}{{m}_{球}}$=$\frac{2×10}{24-2}$=0.9m/s2
此过程，气球的位移为x2=v0t+$\frac{1}{2}a{t}^{2}$=20×2+$\frac{1}{2}$×0.9×22=41.8m
故经过2s后气球和重物之间的距离为s=x2-x1=41.8-20=21.8m
答：经过2s 后气球和重物之间的距离是21.8m．
点评 本题在明确两个物体运动情况的基础上，运用牛顿第二定律和运动学公式结合求解，属于中档题．
练习册系列答案
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14．下列说法正确的是（ ）
| A． | 形状规则的物体，其重心一定在其几何中心 | |
| B． | 滑动摩擦力的方向一定与物体运动的方向相反 | |
| C． | 物体运动的加速度增加，其速度可能减小 | |
| D． | 速度、加速度和速度变化量的方向一定相同 |