Question

5．載有貨物的氣球總重為2000N，在空中沿豎直方向勻速下降時，所受的空氣浮力為1800N，設氣球在上升和下降時所受空氣浮力的大小保持不變，則要使它豎直勻速上升，應從氣球上至少向外拋出多重的貨物？

Answer 1

分析 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．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相等．空氣阻力B不變，可計算氣球應有的重力，拋出物體重為原載重減去氣球應有的重力．

解答 解：氣球沿豎直方向勻速下降時，受到豎直向下的重力和豎直向上的空氣浮力和阻力，故F_阻=G-F_浮=2000N-1800N=200N；
當氣球在空中豎直勻速上升時，應該也受到平衡力，但阻力的方向變?yōu)樨Q直向下，因此G′=F_浮-F_阻=1800N-200N=1600N．
故應拋出物體的重力△G=G-G′=2000N-1600N=400N．
答：應從氣球上至少向外拋出400N的貨物．

點評 本題考查學生對同一直線上的二力合成和二力平衡條件的理解和運用．難易程度適中．