13.如圖所示,總質(zhì)量為460kg的熱氣球,從地面剛開始豎直上升時的加速度為0.5m/s2,當熱氣球上升到180m時,以5m/s的速度向上勻速運動.若離開地面后熱氣球所受浮力保持不變,上升過程中熱氣球總質(zhì)量不變,重力加速度g=10m/s2.關于熱氣球,下列說法正確的是(  )
A.所受浮力大小為690N
B.加速上升過程中所受空氣阻力保持不變
C.從地面開始上升10s后的速度大小為5m/s
D.以5m/s勻速上升時所受空氣阻力大小為230N

分析 氣球受重力、浮力和阻力,先加速后勻速,故加速度變化,合力變化,故阻力變化;開始時速度為零,空氣阻力為零,根據(jù)牛頓第二定律列式求解出浮力;最后勻速,再根據(jù)平衡條件列式求解.

解答 解:A、從地面剛開始豎直上升時,速度為零,故阻力為零,氣球受重力和浮力,根據(jù)牛頓第二定律,有:F-mg=ma,解得:F=m(g+a)=460×(10+0.5)N=4830N,故A錯誤;
B、氣球受重力、浮力和空氣阻力,若阻力不變,合力不變,氣球勻加速上升不會做勻速直線運動,與題意矛盾,則上升過程空氣阻力發(fā)生變化,故B錯誤;
C、剛開始豎直上升時的加速度為0.5m/s2,氣球是變加速運動,加速度逐漸減小,故10s后的速度大小小于5m/s,故C錯誤;
D、以5m/s勻速上升時,根據(jù)平衡條件,有:F=mg+f,解得f=230N,故D正確;
故選:D.

點評 本題關鍵明確氣球做加速度不斷減小的加速運動,當加速度減為零時,速度達到最大;然后根據(jù)平衡條件和牛頓第二定律列式求解.

練習冊系列答案
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D.勻減速直線運動的加速度一定為負值

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