Question

氢气球重忽略不计，而空气对氢气球的浮力恒为30N，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？

Answer 1

分析：（1）对气球受力分析，气球受重力、浮力、拉力和风力处于平衡，根据共点力平衡求出绳子的拉力和水平风力的大小．
（2）根据共点力平衡条件的推论分析风力与绳子拉力的合力如何变化．

解答：解：（1）气球受重力、浮力F_浮、拉力T和风力F处于平衡，受力如图．
水平方向  F-T cos60°=0                                
竖直方向  F_浮-T sin60°=0                                    
所以，T=

F浮

sin60°

=

30

sin60°

=20

3

N                            
      F=Tcos60°=10

3

N                                         
（2）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）水平风力大小和绳子所受的拉力大小分别为10

3

N和20

3

N．                               
（2）若风力增大，那么风力与绳子拉力的合力不变．

点评：解决本题的关键正确地进行受力分析，抓住共点力平衡，运用正交分解进行分析．