Question

10．载重共1000N的热气球在竖直方向上匀速下降时受到空气向上的浮力900N．若从气球中抛掉一些重物后，热气球能在竖直方向上匀速上升．（设空气阻力和浮力大小不变）
（1）热气球受到的空气阻力多大？
（2）需抛掉的重物质量为多少kg？（g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）气球匀速竖直下降，符合二力平衡条件，所受合力为0．向上的浮力与空气阻力的和与向下的重力大小相等．
（2）要使气球以同样的速度匀速竖直上升，则向下的重力和空气阻力的和与向上的浮力应相等；空气阻力不变，可计算气球应有的重力，抛出物体重为原载重减去气球应有的重力；根据重力计算公式G=mg计算抛出物体的质量．

解答 解：（1）热气球匀速竖直下降，空气阻力和空气浮力之和与气球的重力平衡，
则空气阻力：F_阻=G-F_浮=1000N-900N=100N；
（2）热气球匀速竖直上升，空气阻力和气球重力之和与空气浮力平衡，
则气球重力：G_气=F_浮-F_阻=900N-100N=800N，
抛出物体重为：G_物=G-G_气=1000N-800N=200N，
抛出物体的质量：m=$\frac{{G}_{物}}{g}$=$\frac{200N}{10N/kg}$=20kg．
答：（1）气球受到的空气阻力100N
（2）需抛掉20kg的重物．

点评 本题考查学生对同一直线上的二力合成和二力平衡条件的理解和运用，正确受力分析是解题的关键．