Question

3．一个物体受到80N的竖直向上的力时在空气中均匀直线上升，如果给物体加上一个20N的竖直向下的力时，物体在空气中匀速直线下降，若空气阻力不变，求：物体的重力和空气阻力各是多少牛？

Answer 1

分析 （1）匀速竖直上升时，处于平衡状态，所受合力为0，符合二力平衡条件．向上的浮力与向下的重力和空气阻力之和相等．匀速竖直下降．也符合二力平衡条件，空气阻力不变，向上的浮力和空气阻力之和等于向下的所载物重之和．
（2）首先对气球进行受力分析，因为气球匀速上升，所以受到的重力和浮力作用，且重力和浮力是一对平衡力；并要分析出物体上升过程中，所受空气的阻力方向向下；下降过程中所受空气阻力方向向上．

解答 解：匀速竖直上升时，G_球=F_浮-F_阻，即G_球=80N-F_阻 -------①
匀速竖直下降时，F_浮+F_阻=G_球+G_物，即80N=G_球-F_阻+20N------②．
①②组成方程组解之得G_球=70N、F_阻=10N．
则气球上升受力的示意图

气球下降时受力的示意图：

答：物体的重力为70N；空气阻力是10N．

点评 本题考查学生对二力平衡条件的理解和灵活运用．根据平衡条件列出方程，联立成方程组是解答的关键．