Question

勻速上升的氫氣球和吊籃總重100N，受到的空氣浮力（浮力的方向始終是豎直向上）為120N．求：
（1）在這一過程中氫氣球和吊籃受到的合力是多少？
（2）氫氣球和吊籃受到的空氣阻力是多少？
（3）若氫氣球和吊籃在空中運動時受到的浮力和阻力大小都不變，則要使氫氣球和吊籃以原來的速度勻速下降，則應在吊籃內再加上重為多少N的物體？

Answer 1

解：（1）氫氣球和吊籃勻速上升，處于平衡狀態，由平衡條件可得，它們受到的合力F_合=0N．
答：在這一過程中氫氣球和吊籃受到的合力是0N．
（2）氫氣球與吊籃勻速上升時，受到豎直向下的重力G=100N、豎直向下的空氣阻力f、豎直向上的浮力F=120N作用，
處于平衡狀態，由平衡條件得：G+f=F，則空氣阻力f=F-G=120N-100N=20M，方向豎直向下；
答：氫氣球和吊籃受到的空氣阻力是20N，方向豎直向下．
（3）氫氣球與吊籃勻速下降時，受豎直向下的重力G′、豎直向上的空氣阻力f=20N、豎直向上的浮力F=120N作用，
處于平衡狀態，由平衡條件得：G′=F+f=120N+20N=140N，則應在吊籃中加的為重為△G=G′-G=140N-100N=40N；
答：氫氣球與吊籃勻速下降時，應在吊籃內再加上重為40N的物體．
分析：（1）氫氣球與吊籃勻速運動，處于平衡狀態，由平衡條件可求出合力．
（2）對氫氣球與吊籃進行受力分析，由平衡條件求出它們受到的阻力．
（3）對氫氣球與吊籃進行受力分析，由平衡條件求出它們重力，然后求出應再加多重的物體．
點評：對物體正確受力分析、熟練應用平衡條件是正確解題的關鍵．