Question

20．放风筝是春天时大人、小孩都爱玩的一项有趣的体育活动，手上牵着线拉着风筝迎风向前跑，就可以将风筝放飞到高处．有一小朋友将一只重为4N的风筝放飞到一定的高度后，便拉住线的下端以一定的速度匀速跑动，线恰能与水平面成53°角保持不变，这时小朋友拉住线的力为5N，求此时风筝所受到的风力大小和方向．（sin53°=$\frac{4}{5}$）

Answer 1

分析 对风筝进行受力分析，根据共点力的平衡条件可列出平衡方程求解风力．

解答 解：受力分析如图所示，由平衡条件知：

F_风x=Fcos53°=5×0.6N=3N
F_风y=Fsin53°+G=5×0.8N+4N=8N
风力为：${F}_{风}=\sqrt{{{F}_{风x}}^{2}+{{F}_{风y}}^{2}}=\sqrt{{3}^{2}+{8}^{2}}=8.45N$
与水平方向夹角$tanθ=\frac{{F}_{风y}}{{F}_{风}x}=\frac{8}{3}$，
解得：θ=$arctan\frac{8}{3}$
答：风筝所受的风力大小是8.54N，与水平方向的夹角是$arctan\frac{8}{3}$．

点评 本题考查共点力的平衡条件的应用，可根据力的合成或分解得出某个方向的平衡方程．