题目内容
一氢气球的质量m=0.2kg，在无风的天气，氢气球在轻绳的牵引下静止在空中，此时轻绳的拉力F=10N．星期天，某儿童带氢气球到公园玩耍，休息时为了防止气球飞掉，把轻绳系到一质量M=4kg的木块上，如图所示，木块与水平地面间的动摩擦因数μ=0.3．当有水平方向风吹来，气球受到水平风力F=kv（k为一常数，v为风速），当风速| v | 1 |
| s | 2 |
（1）气球受到的浮力；
（2）若风速
| v | 2 |
分析：先对气球受力分析然后根据平衡条件列方程求解；
对气球受力分析然后正交分解求合力，由牛顿第二定律求加速度．
对气球受力分析然后正交分解求合力，由牛顿第二定律求加速度．
解答：解：（1）无风时气球在竖直方向受重力、绳子拉力和浮力
F浮-mg-F=0
解得：F浮=12N
（2）当v1=3m/s时对整体受力分析
F1=kv1
在水平方向上F1-Ff=0
在竖直方向上F浮+FN-（Mg+mg）=0
由竖直方向上：F浮+FN-（Mg+mg）=0
由Ff=μFN
解得：k=3N?s/m
Ff=9N
若v2=6m/s F2=kv2
由牛顿第二定律得：F2-Ff=（m+M）a
解得：a=2.14m/s2
答：（1）气球受到的浮力为12N；
（2）若风速
=6m/s，木块开始运动时的加速度大小为2.14m/s2．
F浮-mg-F=0
解得：F浮=12N
（2）当v1=3m/s时对整体受力分析
F1=kv1
在水平方向上F1-Ff=0
在竖直方向上F浮+FN-（Mg+mg）=0
由竖直方向上：F浮+FN-（Mg+mg）=0
由Ff=μFN
解得：k=3N?s/m
Ff=9N
若v2=6m/s F2=kv2
由牛顿第二定律得：F2-Ff=（m+M）a
解得：a=2.14m/s2
答：（1）气球受到的浮力为12N；
（2）若风速
| v | 2 |
点评：本题考查了平衡条件的运用以及牛顿第二定律，关键是正确的进行受力分析．
练习册系列答案
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如图所示，某人用轻绳牵住一只质量m=0.6kg的氢气球，因受水平风力的作用，系氢气球的轻绳与水平方向成37°角．已知空气对气球的浮力为15N，人的质量M=50kg，且人受的浮力忽略不计（sin37°=0.6，cos37°=0.8）．
的天气，氢气球在轻绳的牵引下静止在空
球
