Question

有一总质量为200kg的热气球在空中某高度处于静止状态，当其质量减少为180kg时，热气球能匀速上升，求热气球的升力和上升时受到的空气阻力．（g取10N/kg）

Answer 1

解：（1）热气球的重力：
G=mg=200kg×10N/kg=2000N；
气球静止时受重力和升力作用，重力和升力互相平衡，
所以F=G=2000N，重力竖直向下，升力竖直向上；
（2）当其质量减少后，其重力为：
G′=m′g=180kg×10N/kg=1800N；
匀速上升时，其受力如图所示：

则F=f+G′
f=F-G′=2000N-1800N=200N，方向竖直向下．
答：热气球的升力为2000N；
热气球受到的空气阻力为200N．
分析：（1）根据G=mg计算出热气球的重力，由于物体处于静止状态，所以受到的升力等于热气球的重力；
（2）当热气球匀速上升时，热气球受升力、重力和空气的阻力作用，热气球向上运动，所以受到空气阻力方向竖直向下，热气球在这三个力的作用下保持平衡．
点评：此题考查了力和运动的关系，考查了平衡条件的应用，解答本题的关键是对气球进行受力分析并能列出平衡方程，运用数学的方法解答方程；气球上升时，空气阻力方向向下．