例1、(上海)总质量为M的热气球由于故障在高空以匀速v竖直下降,为了阻止继续下降,在t=0时刻,从热气球中释放了一个质量为m的沙袋,不计空气阻力,当t=______时热气球停止下降,这时沙袋的速度为______(此时沙袋尚未着地).
解析:
气球匀速下降时,合力为零,设浮力为F,则F=Mg,丢沙袋后,气球获得竖直向上的加速度为a,则:
F-(M-m)g=(M-m)a
气球做匀减速运动,停止下降时速度为零,故有:v=at
联立上面三式,解得:
t=
对沙袋,做竖直下抛运动,由匀变速直线运动的速度公式有:
vt=v+gt=v+g·=v
所以本题答案为:,v
2.(全国卷)如图所示,质量为M=10 kg的木楔ABC静置于粗糙的水平地面上,动摩擦因数μ=0.02.在木楔的倾角θ为30°的斜面上,有一质量m=1.0 kg的物块由静止开始沿斜面下滑:当滑行路程s=1.4 m时,其速度v=1.4 m/s,在此过程中木楔没有动.求地面对木楔的摩擦力的大小和方向.(g=10 m/s2)