一气球以2m/s2的加速度由地面竖直上升,10s末从气球上掉下一重物(体积可忽略不计),重物的质量是气球整体质量的一半,
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解题思路:气球中掉下的物体做竖直上抛运动,根据牛顿第二定律求出掉下重物后气球的加速度,根据竖直上抛运动求出落地的时间,结合气球运动的位移求出物体落地时气球离地面的高度.

气球以2m/s2的加速度由地面竖直上升,10s末离地面高度为:

h1=[1/2at2=

1

2×2×102=100m

气球的速度为v,则:v2=2ah1

解得:v=

2ah1]=

2×2×100m/s=20m/s

重物做竖直上抛运动,以向下为正,根据x=v0t+[1/2]at2,有:100=-20t+5t2

解得:t=(2+2

6)s(负值舍去)

未掉下物体时,有:F-Mg=Ma

掉下物体后,有:F-(M-m)g=(M-m)a′

联立两式解得:a′=14 m/s2

则气球上升的位移:x′=vt+[1/2]a′t2=20×(2+2

6)+

1

2×14×(2+

6)2=177.6m

则物体落地时气球离地面的高度:

H=100+177.6m=277.6m

答:物体落地时气球离地面高度为277.6m.

点评:

本题考点: 牛顿第二定律;竖直上抛运动.

考点点评: 解决本题的关键理清气球和物体的运动情况,根据运动学公式进行求解.