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2016年1月28日消息,重庆将建空中卫生应急救援队,救援直升机转运停机坪覆盖区县.假设应急救援中直升机下面吊着一个箱子,箱子里装有一物体,箱子里物体刚好与箱顶接触,在直升机快

题目详情

2016年1月28日消息,重庆将建空中卫生应急救援队,救援直升机转运停机坪覆盖区县.假设应急救援中直升机下面吊着一个箱子,箱子里装有一物体,箱子里物体刚好与箱顶接触,在直升机快速竖直上升的过程中,悬挂箱子的绳子突然断了,此后箱子在运动过程中保持开始时的姿势,箱子所受的空气阻力与箱子运动速率的平方成正比,则在绳断后箱子运动过程中(箱子在空中运动的时间足够长),下列说法正确的是(  )
作业帮

A. 箱子立即竖直向下运动

B. 绳断的一瞬间,箱内物体对箱子的弹力为零

C. 箱子的加速度先减少后增加

D. 箱内物体的机械能一直减小

▼优质解答
答案和解析
A、在绳断后箱子由于惯性要继续上升一段距离,不是立即竖直向下运动,故A错误.
B、绳断的一瞬间,设整体的质量为M,箱内物体的质量为m,以箱子与箱内物体整体为研究对象,根据牛顿第二定律得:Mg+f=Ma,a>g.
对箱内物体,设箱子对物体有向下的作用力,大小为F.由牛顿第二定律得:mg+F=ma,则得 F>0,说明箱子对箱内物体有向下的作用力,因此物体对箱子有向上的作用力,故B错误.
C、箱子上升的过程,根据牛顿第二定律得:Mg+f=Ma,又 f=kv2,可得 Mg+kv2=Ma,可知v减小,a减小.
箱子下落过程,根据牛顿第二定律得:Mg-kv2=Ma,v增大,a减小,所以箱子的加速度一直减少,故C错误.
D、箱子上升的过程中,箱子对物体有向下的作用力,对物体做负功,箱内物体的机械能减小.箱子下落过程,对箱内物体,设箱子对物体有向下的作用力,大小为F′.根据牛顿第二定律得:
mg+F′=ma
由上分析知,a故选:D