Question

20．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．（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s²）求：
（1）在答卷上画出气球的受力分析图，并求出水平风力的大小
（2）通过计算说明，若水平风力增强，人对地面的压力如何变化？

Answer 1

分析 （1）对气球受力分析应用平衡条件可求水平风力的大小；
（2）当风力变大时我们可以通过选整体为研究对象来判断人对地面压力的变化．

解答 解：（1）对氢气球进行受力分析如图，

设氢气球受绳子拉力为T，水平风力为F_风，
由平衡条件列式：
竖直方向：F_浮=mg+Tsin37°；
水平方向：F_风=Tcos37°；
解得：F_风=12N，T=15N．
（2）把人与气球视为整体，受力分析可得：N=mg+Mg-F_浮，若风力增强，人对地面的压力不变．
答：（1）气球的受力分析图，如图所示，水平风力的大小为12N；
（2）若水平风力增强，人对地面的压力不变．

点评 对气球和人进行受力分析，运用力的合成或分解结合共点力平衡条件解决问题．选择合适的研究对象是关键，如何选择需要再做题中不断积累经验．