Question

【題目】如圖所示，某人用輕繩牽住一只質量m=0.6kg的氫氣球，因受水平風力的作用，系氫氣球的輕繩與水平方向成37°角．已知空氣對氣球的浮力為15N，人的質量M=50kg，且人受的浮力忽略不計（sin37°=0.6，cos37°=0.8）．求：

（1）水平風力的大小；
（2）人對地面的壓力大小；
（3）若水平風力增強，人對地面的壓力如何變化？（要求說明理由）

Answer 1

【答案】
（1）解：對氫氣球進行受力分析，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°；

解得：F風=12N，T=15N．

答：水平風力的大小12N；

（2）解：對人進行受力分析，并分解如圖：

由平衡條件列式：

豎直方向：FN=Mg﹣T sin37°=500﹣15×0.6=491N；

根據牛頓第三定律人對地面的壓力大小為491N．

答：人對地面的壓力大小為491N；

（3）解：若風力增強，只改變了水平方向的力，視氣球及人為一整體可知，所以：豎直方向上的受力情況沒改變不改變，人對地面的壓力不變．

答：若水平風力增強，人對地面的壓力不變．

【解析】（1）對氣球受力分析應用平衡條件可求水平風力的大小；（2）再對人受力分析根據平衡條件求出人的支持力，由牛頓第三定律進而求出人對地面的壓力；（3）當風力變大時我們可以通過選整體為研究對象來判斷人對地面壓力的變化．

【考點精析】認真審題，首先需要了解牛頓第三定律(牛頓第三運動定律指出了兩物體之間的作用是相互的，因而力總是成對出現的，它們總是同時產生，同時消失；作用力和反作用力總是同種性質的力；作用力和反作用力分別作用在兩個不同的物體上，各產生其效果，不可疊加)．