Question

12．在廣場(chǎng)游玩時(shí)，一小孩將一充有氫氣的氣球用細(xì)繩系于一個(gè)小石塊上，并將小石塊靜止置于水平地面上，如圖所示．設(shè)空氣密度不變，則下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 若風(fēng)速逐漸增大，氣球會(huì)連同石塊一起離開地面
• B． 無(wú)論風(fēng)速多大，氣球連同石塊都不會(huì)離開地面
• C． 若風(fēng)速逐漸增大，小石塊滑動(dòng)前受到地面施加的摩擦力逐漸增大
• D． 若風(fēng)速逐漸增大，小石塊滑動(dòng)后受到地面施加的摩擦力逐漸增大

Answer 1

分析 分析氣球的受力情況，根據(jù)平衡條件得出細(xì)繩的拉力與繩子與水平方向夾角的表達(dá)式，再分析繩子拉力的變化．以氣球和石塊整體為研究對(duì)象，由平衡條件分析小石塊所受地面的支持力如何變化，再由牛頓第三定律判斷地面受到小石塊的壓力變化，判斷小石塊能否滑動(dòng)．

解答 解：

以氣球?yàn)檠芯繉?duì)象，分析受力如圖1所示：重力G₁、空氣的浮力F₁、風(fēng)力F、繩子的拉力T．設(shè)繩子與水平方向的夾角為α；以氣球和石塊整體為研究對(duì)象，分析受力如圖2所示：
AB、由于風(fēng)力在水平方向，地面對(duì)石塊的支持力N=G₁+G₂-F₁保持不變，與風(fēng)力無(wú)關(guān)，所以當(dāng)風(fēng)力增大時(shí)，不影響整體在豎直方向的受力，故風(fēng)力不會(huì)改變整體豎直方向的平衡，即石塊不會(huì)離開地面，故A錯(cuò)誤，B正確；
CD、如圖2所示，整體在豎直方向上受力：
N+F₁=G₁+G₂，
水平方向上受力：f=F
氣球所受的浮力F₁、氣球的重力G₁、石塊的重力G₂都不變，則地面對(duì)石塊的支持力N不變，地面受到小石塊的壓力也不變．在石塊滑動(dòng)前，當(dāng)風(fēng)力F增大時(shí)，石塊所受的摩擦力增大，當(dāng)石塊滑動(dòng)后受到的摩擦力f=μN(yùn)保持不變，故D錯(cuò)誤，C正確．
故選：BC．

點(diǎn)評(píng) 本題是兩個(gè)物體的平衡問(wèn)題，一是要靈活選擇研究對(duì)象，二是要抓住浮力、重力等不變的條件進(jìn)行分析．