Question

5．如图所示，车厢向右做匀速直线运动，加速度为7.5/s²，车厢地板用细绳栓一质量为m、浮力F=2mg的氢气球，求气球相对车厢静止时细绳拉力的大小及方向．（g取10m/s²）

Answer 1

分析 分析气球的受力情况，作出受力图，运用牛顿第二定律即可求解．

解答 解：分析气球的受力情况，作出受力图如图，由牛顿第二定律得
竖直方向上有：F=mg+Tcosα
水平方向有：Tsinα=ma
则得 tanα=$\frac{a}{g}$=$\frac{7.5}{10}$=$\frac{3}{4}$，α=37°
T=$\frac{mg}{cosα}$=$\frac{mg}{cos37°}$=$\frac{5}{4}$mg
答：气球相对车厢静止时细绳拉力的大小为$\frac{5}{4}$mg，拉力与竖直方向的夹角为37°．

点评 本题考查了受力分析、力的合成与分解、共点力作用下物体的平衡条件、牛顿第二定律，是一道基础题；正确地对物体受力分析是正确解题的前提与关键，对物体受力分析时，要养成画受力分析图的习惯．