(多选)如图所示,总质量为460kg的热气球,从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5m/s_,当热气球上升到180m时,以5m/s的速度向上匀速运动.若离开地面后热气球所受浮力保持不变,上升过程中热气球总质量不变,重力加速度g=10m/s_.关于热气球,下列说法正确的是( )
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答案解析
分析:
气球受重力、浮力和阻力,先加速后匀速,故加速度变化,合力变化,故阻力变化;开始时速度为零,空气阻力为零,根据牛顿第二定律列式求解出浮力;最后匀速,再根据平衡条件列式求解.
解答:
解:A、从地面刚开始竖直上升时,速度为零,故阻力为零,气球受重力和浮力,根据牛顿第二定律,有:
F_浮-mg=ma
解得:F_浮=m(g+a)=460×(10+0.5)N=4830N,故A正确;
B、气球受重力、浮力和空气阻力,若阻力不变,合力不变,气球匀加速上升,矛盾,故B错误;
C、刚开始竖直上升时的加速度为0.5m/s_,气球是变加速运动,加速度逐渐减小,故10s后的速度大小小于5m/s,故C错误;
D、以5m/s匀速上升时,根据平衡条件,有:F_浮=mg+f,解得f=230N,故D正确;
故选AD.
点评:
本题关键明确气球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;然后根据平衡条件和牛顿第二定律列式求解.