Question

一质量为M的探空气球在匀速下降，若气球所受浮力F始终保持不变，气球在运动过程中所受阻力大小仅与速度大小有关．现欲使该气球以同样大小的速度匀速上升，则需从气球吊篮中减少的质量为________．

Answer 1

2M-
分析：（1）气球在空气中受到重力、阻力和浮力的作用，当匀速下降时，受到的力是平衡力；
（2）气球在上升和下降时，所受阻力的方向是不同的，阻力的方向总是与运动方向相反．
解答：（1）当气球匀速下降时，重力方向竖直向下，浮力和空气阻力方向都竖直向上，这三个力之间的关系是：重力=浮力+阻力，即Mg=F+f，所以f=Mg-F
（2）当气球以同样匀速上升时，重力向竖直向下，浮力方向竖直向上，空气阻力方向竖直向下，这三个力之间的关系是：重力+阻力=浮力，设此时质量应为M′，即M′g+f=F；
（3）因此吊篮中应减少的质量为△m=M-M′=M-=M-=2M-．
故答案为：2M-．
点评：本题考查学生对物体的受力分析和二力平衡条件的理解应用情况，是一道基础题．