Question

有一總質(zhì)量為200kg的熱氣球在空中某高度處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)其質(zhì)量減少為180kg時(shí)，熱氣球能勻速上升，求熱氣球的升力和上升時(shí)受到的空氣阻力．（g取10N/kg）

Answer 1

解：（1）熱氣球的重力：
G=mg=200kg×10N/kg=2000N；
氣球靜止時(shí)受重力和升力作用，重力和升力互相平衡，
所以F=G=2000N，重力豎直向下，升力豎直向上；
（2）當(dāng)其質(zhì)量減少后，其重力為：
G′=m′g=180kg×10N/kg=1800N；
勻速上升時(shí)，其受力如圖所示：

則F=f+G′
f=F-G′=2000N-1800N=200N，方向豎直向下．
答：熱氣球的升力為2000N；
熱氣球受到的空氣阻力為200N．
分析：（1）根據(jù)G=mg計(jì)算出熱氣球的重力，由于物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以受到的升力等于熱氣球的重力；
（2）當(dāng)熱氣球勻速上升時(shí)，熱氣球受升力、重力和空氣的阻力作用，熱氣球向上運(yùn)動(dòng)，所以受到空氣阻力方向豎直向下，熱氣球在這三個(gè)力的作用下保持平衡．
點(diǎn)評：此題考查了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，考查了平衡條件的應(yīng)用，解答本題的關(guān)鍵是對氣球進(jìn)行受力分析并能列出平衡方程，運(yùn)用數(shù)學(xué)的方法解答方程；氣球上升時(shí)，空氣阻力方向向下．