Question

10．載重共1000N的熱氣球在豎直方向上勻速下降時受到空氣向上的浮力900N．若從氣球中拋掉一些重物后，熱氣球能在豎直方向上勻速上升．（設(shè)空氣阻力和浮力大小不變）
（1）熱氣球受到的空氣阻力多大？
（2）需拋掉的重物質(zhì)量為多少kg？（g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）氣球勻速豎直下降，符合二力平衡條件，所受合力為0．向上的浮力與空氣阻力的和與向下的重力大小相等．
（2）要使氣球以同樣的速度勻速豎直上升，則向下的重力和空氣阻力的和與向上的浮力應(yīng)相等；空氣阻力不變，可計(jì)算氣球應(yīng)有的重力，拋出物體重為原載重減去氣球應(yīng)有的重力；根據(jù)重力計(jì)算公式G=mg計(jì)算拋出物體的質(zhì)量．

解答 解：（1）熱氣球勻速豎直下降，空氣阻力和空氣浮力之和與氣球的重力平衡，
則空氣阻力：F_阻=G-F_浮=1000N-900N=100N；
（2）熱氣球勻速豎直上升，空氣阻力和氣球重力之和與空氣浮力平衡，
則氣球重力：G_氣=F_浮-F_阻=900N-100N=800N，
拋出物體重為：G_物=G-G_氣=1000N-800N=200N，
拋出物體的質(zhì)量：m=$\frac{{G}_{物}}{g}$=$\frac{200N}{10N/kg}$=20kg．
答：（1）氣球受到的空氣阻力100N
（2）需拋掉20kg的重物．

點(diǎn)評 本題考查學(xué)生對同一直線上的二力合成和二力平衡條件的理解和運(yùn)用，正確受力分析是解題的關(guān)鍵．