Question

如图所示，轻绳的一端系在地上，另一端系着氢气球，氢气球重20 N，空气对它的浮力恒为30 N，由于受恒定水平风力作用，使系氢气球的轻绳和地面成53°角，（sin53°=0.8，cos53°=0.6，g=10m/s²）。则：

（1）轻绳所受拉力为多少？水平风力为多少？

（2）若将轻绳剪断，氢气球的加速度为多大？

Answer 1

解：（1）设氢气球所受风力为F_风，轻绳拉力为F_拉．对氢气球进行受力分析，如图所示，根据氢气球处于平衡状态，所受合力为零。

          F_浮－G－F_拉 sin53⁰=0                   (2分)

         F_风－F_拉cos53⁰=0                        (2分)

      解上两式得：

         F_拉＝12.5N                             (1分)

         F_风＝7.5N                               (1分)

（2）轻绳剪断后，氢气球所受的合力大小

F_合＝12.5N                              (2分)

      方向与原轻绳拉力方向相反。由F_合＝ma

          得a=6.25m/s²                                           (2分)