(2013•石家庄二模)一氢气球的质量m=0.2kg,在无风的天气,氢气球在轻绳的牵引下静止在空中,此时轻绳的拉力F=1

(2013•石家庄二模)一氢气球的质量m=0.2kg,在无风的天气,氢气球在轻绳的牵引下静止在空中,此时轻绳的拉力F=10N.星期天,某儿童带氢气球到公园玩耍,休息时为了防止气球飞掉,把轻绳系到一质量M=4kg的木块上,如图所示,木块与水平地面间的动摩擦因数μ=0.3.当有水平方向风吹来,气球受到水平风力F=kv(k为一常数,v为风速),当风速
v
1
=3m/s时木块在地面上恰好静止.木块受到最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g=10 m/
s
2
.求:
(1)气球受到的浮力;
(2)若风速
v
2
=6m/s,木块开始运动时的加速度大小.
q2wr 1年前 已收到1个回答 举报

菜菜8272 春芽

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解题思路:先对气球受力分析然后根据平衡条件列方程求解;
对气球受力分析然后正交分解求合力,由牛顿第二定律求加速度.

(1)无风时气球在竖直方向受重力、绳子拉力和浮力
F-mg-F=0
解得:F=12N
(2)当v1=3m/s时对整体受力分析
F1=kv1
在水平方向上F1-Ff=0
在竖直方向上F+FN-(Mg+mg)=0
由竖直方向上:F+FN-(Mg+mg)=0
由Ff=μFN
解得:k=3N•s/m
Ff=9N
若v2=6m/s F2=kv2
由牛顿第二定律得:F2-Ff=(m+M)a
解得:a=2.14m/s2
答:(1)气球受到的浮力为12N;
(2)若风速
v 2=6m/s,木块开始运动时的加速度大小为2.14m/s2

点评:
本题考点: 共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.

考点点评: 本题考查了平衡条件的运用以及牛顿第二定律,关键是正确的进行受力分析.

1年前

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