Question

如圖，節日期間小強站在水平河岸旁邊欣賞風景，他手中牽住一重為10N的輕氣球，由于受水平風力的影響，系氣球的輕繩與水平成37⁰角．已知空氣對氣球的浮力為16N，小強重500N，小強受的浮力不計．（g=10m/s）
求：（1）水平風力和繩子拉力的大小（sin37°=0.6  cos37°=0.8）
（2）小強對地面的壓力大小
（3）若水平風力增強，小強對地面的壓力是否變化？請說明理由．

Answer 1

分析：考察的是受力平衡的應用，對氣球受力分析應用平衡條件可求出繩子受到的拉力，在對小強分析進而求出小強對地面對的壓力．當風力變大時我們可以通過選整體為研究對象來判斷小強對地面壓力的變化．

解答：解：（1）對氣球受力分析并分解如圖：

由平衡條件列式：
豎直方向：F_浮=mg+Tsin37°
水平方向：F_風=Tcos37°
得：T=10N   F_風=8N 
（2）對小強受力分析并分解如圖：

由平衡條件列式：
豎直方向：F_N=Mg-T sin37°=500-10×0.6=494N
（3）選整體為研究對象，水平風力增強后，只改變了水平方向的力，所以：豎直方向上的受力情況沒改變不改變．即小強對地面的壓力不變．改變的是地面對小強的摩擦力和繩子的角度．
答：
（1）水平風力為8N，繩子拉力的大小為10N
（2）小強對地面的壓力大小為494N
（3）小強對地面的壓力不變

點評：對氣球和小強進行受力分析，運用力的合成或分解結合共點力平衡條件解決問題．選擇合適的研究對象是關鍵，如何選擇需要再做題中不斷積累經驗．