Question

5．载有货物的气球总重为2000N，在空中沿竖直方向匀速下降时，所受的空气浮力为1800N，设气球在上升和下降时所受空气浮力的大小保持不变，则要使它竖直匀速上升，应从气球上至少向外抛出多重的货物？

Answer 1

分析 气球匀速竖直下降，符合二力平衡条件，所受合力为0．向上的浮力与空气阻力的和与向下的重力大小相等．要使气球以同样的速度匀速竖直上升，则向下的重力和空气阻力的和与向上的浮力应相等．空气阻力B不变，可计算气球应有的重力，抛出物体重为原载重减去气球应有的重力．

解答 解：气球沿竖直方向匀速下降时，受到竖直向下的重力和竖直向上的空气浮力和阻力，故F_阻=G-F_浮=2000N-1800N=200N；
当气球在空中竖直匀速上升时，应该也受到平衡力，但阻力的方向变为竖直向下，因此G′=F_浮-F_阻=1800N-200N=1600N．
故应抛出物体的重力△G=G-G′=2000N-1600N=400N．
答：应从气球上至少向外抛出400N的货物．

点评 本题考查学生对同一直线上的二力合成和二力平衡条件的理解和运用．难易程度适中．