Question

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

Answer 1

分析：本題的關鍵是正確對風箏和小朋友受力分析，風箏受到向下的重力、沿繩子方向的拉力以及垂直風箏向上的風力；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：小朋友對地面的壓力為：
N=192N，方向豎直向下．
故小朋友對地面的壓力大小為192N．
（2）如圖1所示，風箏受力如圖．設風力F與水平方向成β角，則：
Fcosβ=Tcos53°
Fsinβ=m₁g+Tsin53°
解得：F=

205

N，tanβ=2
故風箏所受的風力大小為

205

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

205

N，方向與水平方向夾角滿足tanβ=2．

點評：對動力學問題關鍵是正確進行受力分析，注意本題中風力與風箏垂直向上，小朋友受到的摩擦力是靜摩擦力，方向水平向左．