Question

在天花板上用悬绳吊一重为G的电扇，电风扇静止时受几个力作用，如下图所示，这些力的反作用力是哪些力？这些力的平衡力是哪些力？如果电扇在匀速转动呢？当电扇转动与静止时相比较，对天花板的拉力是变大还是变小？为什么？

Answer 1

答案：电风扇受两个力：重力G、悬绳拉力F.根据牛顿第三定律可知，重力的施力物体是地球，那么G的反作用力就是电风扇对地球的吸引力；F的施力物体是悬绳，F的反作用力是电风扇对悬绳的拉力．电风扇受到的重力G和悬绳的拉力F正好是一对平衡力；电风扇转动时对天花板的拉力变小．

解析：对静止的电风扇受力分析如下图甲所示，电风扇受两个力：重力G、悬绳拉力F.根据牛顿第三定律可知，重力的施力物体是地球，那么G的反作用力就是电风扇对地球的吸引力；F的施力物体是悬绳，F的反作用力是电风扇对悬绳的拉力．电风扇受到的重力G和悬绳的拉力F正好是一对平衡力．

对匀速转动的电风扇受力分析如下图乙所示，电风扇受三个力作用：重力G、悬绳的拉力F₁及空气向上的作用力F₂.根据牛顿第三定律，重力的施力物体是地球，那么重力G的反作用力就是电风扇对地球的吸引力；F₁的施力物体是悬绳，所以F₁的反作用力是电风扇对悬绳的拉力；F₂的施力物体是空气，所以F₂的反作用力是电风扇对空气向下的作用力．

电风扇受到的重力G与绳的拉力F₁和空气的作用力F₂的合力是一对平衡力．

当电风扇静止时，悬绳的拉力F与重力G平衡，即F＝G；当电风扇转动时，扇叶向下推压空气，而空气向上产生一个对扇叶的作用F₂，此时悬绳中的拉力为F₁，则F₁＋F₂＝G，即F₁<G.由此可知，当电风扇转动时对其天花板的拉力变小，且转速越快，对天花板的拉力就越小．