Question

如图所示，质量为M的密闭铁箱内装有质量为m的货物．以某一初速度向上竖直抛出，上升的最大高度为H，下落过程的加速度大小为a，重力加速度为g，铁箱运动过程受到的空气阻力大小不变．求：

（1）铁箱下落过程经历的时间；

（2）铁箱和货物在落地前的运动过程中所受空气阻力的大小；

（3）上升过程货物受到铁箱的作用力的大小和方向．

Answer

（1）；（2）M+m）g﹣（M+m）a；（3）m（g﹣a），方向竖直向下

【解析】（1）设铁箱下落过程经历的时间为t，则

解得：

（2）设铁箱运动过程中受到的空气阻力大小为f，克服空气阻力做的功为W，则有：

（M+m）g﹣f=（M+m）a

解得：f=（M+m）g﹣（M+m）a

（3）设上升过程的加速度大小为a′，货物受到铁箱的作用力大小为F，则有：

（M+m）g+f=（M+m）a′

F+mg=ma′

解得：F=m（g﹣a）

作用力方向竖直向下