Question

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

Answer 1

解：（1）氣球受重力、浮力F_浮、拉力T和風力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===N
F=Tcos60°=N
（2）根據共點力平衡條件的推論得知：風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，所以風力與繩子拉力的合力不變．
答：
（1）水平風力大小和繩子所受的拉力大小分別為10N和20N．
（2）若風力增大，那么風力與繩子拉力的合力不變．
分析：（1）對氣球受力分析，氣球受重力、浮力、拉力和風力處于平衡，根據共點力平衡求出繩子的拉力和水平風力的大小．
（2）根據共點力平衡條件的推論分析風力與繩子拉力的合力如何變化．
點評：解決本題的關鍵正確地進行受力分析，抓住共點力平衡，運用正交分解進行分析．