如图是一个重5N、体积为0.5m3的氢气球匀速升空的照片,若在细线下面悬挂________N的物体,气球可以悬在空中.请画出它此时的受力示意图.(空气的密度为1.3kg/m3).
试题答案
1.37
试题解析
(1)知道氢气球的体积,根据阿基米德原理求出氢气球受到的浮力.
(2)分析氢气球受到情况,根据平衡力条件,求出悬挂物体的重.
(3)氢气球受到竖直向上的浮力、竖直向下的拉力、竖直向下的重力作用,两个以上的力作用在物体上,一般情况下作用点都画在重心上,沿力的方向画出浮力、拉力、重力,线段末端画上箭头表示力的方向,标上力的大小.
解答:(1)氢气球受到的浮力:F浮=ρ空气gV=1.3kg/m3×9.8N/kg×0.5m3=6.37N.
(2)氢气球受到竖直向下的重力G、竖直向下的拉力G'(所挂物体的重)、竖直向上的浮力F浮,这三个力是平衡力,
所以,G+G'=F浮,
所以,G'=F浮-G=6.37N-5N=1.37N.
(3)氢气球受到竖直向上的浮力、竖直向下的拉力、竖直向下的重力作用,如图.
故答案为:1.37;如上图.
点评:(1)静止的物体和匀速直线运动的物体受到平衡力的作用,根据平衡力条件判断力的方向和力的大小是很常用的一种方法,一定要熟练掌握.
(2)物体浸在液体中受到液体的浮力,浸没在空气中也受到空气的浮力,物体在空气中受到的浮力同样根据阿基米德原理进行计算.
