Question

高一物理题目——关于力学

一只体积为1m3,质量为0.29kg的氢气球,用一根长度等于气球半径的绳系住,绳的另一端固定在光滑的竖直墙壁上,如图4-1-17,试求气球平衡时,墙壁所受压力与细绳上的张力。(空气的密度为1.29kg/m3,取g=10m/s2)

Answer 1

进行受力分析，以球为研究对象，球受四个力的作用，重力G，空气的浮力F1,墙的支持力F2,绳子的拉力F3。

且由图可知，把绳子反向延长，过球心，与球心到墙的垂线和墙构成一个三角形，且绳子与墙的夹角为30°

则球平衡时，

G+F3*cos30°=F1 (竖直方向）

F3*sin30°=F2 (水平方向）

G=mg=0.29*10=2.9N F1=pgv=1.29*10*1=12.9N

代入数据，解得F3=20/（根号3）=11.5N

F2=5.75N
所以，墙壁所受压力与细绳上的张力分别是 5.75N和11.5N