Question

【題目】如圖所示，氣球下面吊著A、B兩個小球，B球離水平地面高為h，整個系統(tǒng)以大小為的速度沿水平方向勻速前進，氣球和小球A的總質量為M，小球B的質量為m，重力加速度大小為g，不計小球A、B的大小，不計空氣阻力，氣球所受浮力始終不變，某時刻A、B間的細線斷開，求：

(1)A、B間細線斷開后，小球B運動的水平位移大小；

(2)小球B落地時，空氣浮力對氣球做的功及氣球離小球B的距離。

Answer 1

【答案】(1)；(2)，

【解析】

(1)細線斷開后，小球B做平拋運動，設小球B在空中運動時間為t，則

解得

這段時間內小球B的水平位移

(2)細線斷開后，氣球做類平拋運動，設氣球受到的浮力為F，細線斷前，根據力的平衡

細線斷后，對氣球根椐牛頓第二定律

解得

則氣球在t時間內上升的高度

空氣浮力對氣球做的功

氣球離地面的高度

由于小球B和氣球在水平方向速度相同，因此小球B在空中運動過程中，始終在氣球的正下方，因此小球B落地時，氣球離小球B的距離為。