Question

17．氣球以20m/s的速度沿豎直方向勻速上升，當(dāng)它上升到離地160m的高處時(shí)，一重物從氣球上掉落，則重物需要經(jīng)過多長時(shí)間才能落到地面？到達(dá)地面時(shí)的速度是多大？（g取10m/s²，不計(jì)空氣阻力）

Answer 1

分析 重物由氣球里掉落，由于慣性，保持原來向上的速度做豎直上拋運(yùn)動，將其運(yùn)動看成勻減速直線運(yùn)動，落地時(shí)位移大小為160m，方向豎直向下，根據(jù)位移時(shí)間公式求解落地時(shí)間；
根據(jù)速度時(shí)間公式求解到達(dá)地面時(shí)的速度．

解答 解：取全過程為一整體進(jìn)行研究，從重物自氣球上掉落開始計(jì)時(shí)，經(jīng)時(shí)間t落地，規(guī)定初速度方向?yàn)檎�方向，畫出運(yùn)動草圖，如圖所示．
重物在時(shí)間t內(nèi)的位移h=-160m，
將h=-160 m，v₀=20 m/s代入位移公式h=v₀t-$\frac{1}{2}$gt²，
解得t=8s或t=-4s（舍去）；
所以重物落地速度為：v=v₀-gt=20 m/s-10×8 m/s=-60 m/s，
其中負(fù)號表示方向豎直向下，與初速度方向相反．
答：重物需要經(jīng)過8s時(shí)間才能落到地面；到達(dá)地面時(shí)的速度是60 m/s，方向向下．

點(diǎn)評 本題關(guān)鍵要熟練運(yùn)用運(yùn)動學(xué)公式，要明確知道所有的運(yùn)動學(xué)公式都是矢量式，要注意正方向的選擇；學(xué)會全過程進(jìn)行分析解答，這樣處理問題更簡便．