Question

匀速上升的氢气球和吊篮总重100N，受到的空气浮力（浮力的方向始终是竖直向上）为120N．求：
（1）在这一过程中氢气球和吊篮受到的合力是多少？
（2）氢气球和吊篮受到的空气阻力是多少？
（3）若氢气球和吊篮在空中运动时受到的浮力和阻力大小都不变，则要使氢气球和吊篮以原来的速度匀速下降，则应在吊篮内再加上重为多少N的物体？

Answer 1

分析：（1）氢气球与吊篮匀速运动，处于平衡状态，由平衡条件可求出合力．
（2）对氢气球与吊篮进行受力分析，由平衡条件求出它们受到的阻力．
（3）对氢气球与吊篮进行受力分析，由平衡条件求出它们重力，然后求出应再加多重的物体．

解答：解：（1）氢气球和吊篮匀速上升，处于平衡状态，由平衡条件可得，它们受到的合力F_合=0N．
答：在这一过程中氢气球和吊篮受到的合力是0N．
（2）氢气球与吊篮匀速上升时，受到竖直向下的重力G=100N、竖直向下的空气阻力f、竖直向上的浮力F=120N作用，
处于平衡状态，由平衡条件得：G+f=F，则空气阻力f=F-G=120N-100N=20M，方向竖直向下；
答：氢气球和吊篮受到的空气阻力是20N，方向竖直向下．
（3）氢气球与吊篮匀速下降时，受竖直向下的重力G′、竖直向上的空气阻力f=20N、竖直向上的浮力F=120N作用，
处于平衡状态，由平衡条件得：G′=F+f=120N+20N=140N，则应在吊篮中加的为重为△G=G′-G=140N-100N=40N；
答：氢气球与吊篮匀速下降时，应在吊篮内再加上重为40N的物体．

点评：对物体正确受力分析、熟练应用平衡条件是正确解题的关键．