Question

氫氣球重忽略不計(jì)，而空氣對氫氣球的浮力恒為30N，由于受水平風(fēng)力的作用，使氫氣球的繩子和地面成θ=60°，如圖所示，求
（1）水平風(fēng)力大小和繩子所受的拉力大小．
（2）若風(fēng)力增大，那么風(fēng)力與繩子拉力的合力如何變化？

Answer 1

分析：（1）對氣球受力分析，氣球受重力、浮力、拉力和風(fēng)力處于平衡，根據(jù)共點(diǎn)力平衡求出繩子的拉力和水平風(fēng)力的大小．
（2）根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件的推論分析風(fēng)力與繩子拉力的合力如何變化．

解答：解：（1）氣球受重力、浮力F_浮、拉力T和風(fēng)力F處于平衡，受力如圖．
水平方向  F-T cos60°=0                                
豎直方向  F_浮-T sin60°=0                                    
所以，T=

F浮

sin60°

=

30

sin60°

=20

3

N                            
      F=Tcos60°=10

3

N                                         
（2）根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件的推論得知：風(fēng)力與繩子拉力的合力與重力和浮力的合力等大、反向，而重力與浮力的合力不變，所以風(fēng)力與繩子拉力的合力不變．
答：
（1）水平風(fēng)力大小和繩子所受的拉力大小分別為10

3

N和20

3

N．                               
（2）若風(fēng)力增大，那么風(fēng)力與繩子拉力的合力不變．

點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵正確地進(jìn)行受力分析，抓住共點(diǎn)力平衡，運(yùn)用正交分解進(jìn)行分析．