Question

（2013?婁底一模）放風(fēng)箏是大家喜歡玩的一種戶外體育活動(dòng)--手上牽著線拉著風(fēng)箏迎風(fēng)向前跑，就可以將風(fēng)箏放飛到高處．有一個(gè)小朋友將一只質(zhì)量為m₁=0.5kg的風(fēng)箏放飛到空中后，拉著線的下端站在水平地面上靜止，任憑風(fēng)兒將風(fēng)箏吹著，此時(shí)風(fēng)箏恰好靜止在空中．如圖所示，風(fēng)箏線與豎直方向成37⁰角，這時(shí)小朋友拉住線的力為F_T=10N，不計(jì)風(fēng)箏所受的浮力，忽略線的重力及風(fēng)對(duì)線和小朋友的影響（g取10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8），求：
（1）若該小朋友質(zhì)量為m₂=20kg，則小朋友對(duì)地面的壓力F_N為多大；
（2）風(fēng)箏所受風(fēng)力F的大�。�

Answer 1

分析：本題的關(guān)鍵是正確對(duì)風(fēng)箏和小朋友受力分析，風(fēng)箏受到向下的重力、沿繩子方向的拉力以及垂直風(fēng)箏向上的風(fēng)力；小朋友受到向下的重力、向上的支持力、繩子的拉力和水平向左的摩擦力，然后用正交分解法根據(jù)平衡條件求解即可．

解答：解：（1）對(duì)小朋友受力如圖2
Tsin53°+N′=m₂g
解得N'=192N
由牛頓第三定律可知：小朋友對(duì)地面的壓力為：
N=192N，方向豎直向下．
故小朋友對(duì)地面的壓力大小為192N．
（2）如圖1所示，風(fēng)箏受力如圖．設(shè)風(fēng)力F與水平方向成β角，則：
Fcosβ=Tcos53°
Fsinβ=m₁g+Tsin53°
解得：F=

205

N，tanβ=2
故風(fēng)箏所受的風(fēng)力大小為

205

N，方向與水平方向夾角滿足tanβ=2．
答：
（1）若該小朋友質(zhì)量為m₂=20kg，則小朋友對(duì)地面的壓力F_N為192N；
（2）風(fēng)箏所受風(fēng)力F的大小是大小為

205

N，方向與水平方向夾角滿足tanβ=2．

點(diǎn)評(píng)：對(duì)動(dòng)力學(xué)問題關(guān)鍵是正確進(jìn)行受力分析，注意本題中風(fēng)力與風(fēng)箏垂直向上，小朋友受到的摩擦力是靜摩擦力，方向水平向左．