Question

氢气球重20N，而空气对氢气球的浮力恒为50N，由于受水平风力的作用，使氢气球的绳子和地面成θ=60°，如图所示，求：
（1）水平风力大小和绳子所受的拉力大小．
（2）若风力增大，那么风力与绳子拉力的合力如何变化？

Answer 1

分析：对气球受力分析，气球受重力、浮力、拉力和风力处于平衡，根据共点力平衡求出绳子的拉力和水平风力的大小．

解答：解：（1）气球受重力、浮力、拉力和风力处于平衡，有：

F_浮=G+Tcos30°
F=Tsin30°
联立两式解得：T=20

3

N，F=10

3

N．
（2）若风力增大，重力、浮力不变，根据平衡条件，有：
T=

(F浮-mg)2+F2

，故拉力变大；
根据共点力平衡条件的推论得知：风力与绳子拉力的合力与重力和浮力的合力等大、反向，而重力与浮力的合力不变，所以风力与绳子拉力的合力不变．
答：（1）水平风力大小为10

3

N，绳子所受的拉力大小为20

3

N．
（2）若风力增大，风力与绳子拉力的合力不变．

点评：解决本题的关键正确地进行受力分析，抓住共点力平衡，运用正交分解进行分析．