问题 问答题

氢气球重20N,而空气对氢气球的浮力恒为50N,由于受水平风力的作用,使氢气球的绳子和地面成θ=60°,如图所示,求:

(1)水平风力大小和绳子所受的拉力大小.

(2)若风力增大,那么风力与绳子拉力的合力如何变化?

答案

(1)气球受重力、浮力、拉力和风力处于平衡,有:

F=G+Tcos30°

F=Tsin30°

联立两式解得:T=20

3
N,F=10
3
N.

(2)若风力增大,重力、浮力不变,根据平衡条件,有:

T=

(F-mg)2+F2
,故拉力变大;

根据共点力平衡条件的推论得知:风力与绳子拉力的合力与重力和浮力的合力等大、反向,而重力与浮力的合力不变,所以风力与绳子拉力的合力不变.

答:(1)水平风力大小为10

3
N,绳子所受的拉力大小为20
3
N.

(2)若风力增大,风力与绳子拉力的合力不变.

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填空题