Question

4．如图所示，节日期间，某商场门口用一质量为M=5kg的沙袋A拴住了一质量为m=1kg的氦气球B（AB间绳为轻质绳），氦气球B所受浮力F_浮为18N，现B在水平向右的风力F作用下偏离竖直方向37°角，且A、B均处于静止状态，（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s²）
求：
（1）水平风力F的大小；
（2）物体A对地面的压力大小．

Answer 1

分析 （1）对气球B受力分析，受重力、浮力、风力和细线的拉力，根据平衡条件并结合正交分解法列式求解水平风力的大小；
（2）对A和B整体，受重力、浮力、风力、支持力和静摩擦力，根据平衡条件列式求解支持力，再根据牛顿第三定律得到压力．

解答 解：（1）对气球B受力分析，受重力、浮力、风力和细线的拉力，如图所示：

根据平衡条件，竖直方向：mg+Tcos37°=F_浮
水平方向：F=Tsin37°
联立解得：F=（F_浮-mg）tan37°=（18-10）×0.75=6N
（2）对A和B整体，受重力、浮力、风力、支持力和静摩擦力，根据平衡条件，竖直方向，有：
N=（M+m）g-F_浮=（5+1）×10-18=42N
根据牛顿第三定律，物体A对地面的压力大小为42N；
答：（1）水平风力F的大小为6N；
（2）物体A对地面的压力大小为42N．

点评 本题关键是灵活选择研究对象，根据平衡条件并结合正交分解法列式列式求解，不难．