Question

【題目】如圖所示，質量為M的密閉鐵箱內裝有質量為m的貨物．以某一初速度向上豎直拋出，上升的最大高度為H，下落過程的加速度大小為a，重力加速度為g，鐵箱運動過程受到的空氣阻力大小不變．求：

（1）鐵箱下落過程經歷的時間；

（2）鐵箱和貨物在落地前的運動過程中所受空氣阻力的大小；

（3）上升過程貨物受到鐵箱的作用力的大小和方向．

Answer 1

【答案】（1）；（2）M+m）g﹣（M+m）a；（3）m（g﹣a），方向豎直向下

【解析】（1）設鐵箱下落過程經歷的時間為t，則

解得：

（2）設鐵箱運動過程中受到的空氣阻力大小為f，克服空氣阻力做的功為W，則有：

（M+m）g﹣f=（M+m）a

解得：f=（M+m）g﹣（M+m）a

（3）設上升過程的加速度大小為a′，貨物受到鐵箱的作用力大小為F，則有：

（M+m）g+f=（M+m）a′

F+mg=ma′

解得：F=m（g﹣a）

作用力方向豎直向下