放风筝是春天时大人、小孩都爱玩的一项有趣的体育活动，手上牵着线拉着风筝迎风向前跑，就可以将风筝放飞到高处，由一个小朋友将一只重为4N的风筝放飞到空中后，拉着线的下端以一

Question

放风筝是春天时大人、小孩都爱玩的一项有趣的体育活动，手上牵着线拉着风筝迎风向前跑，就可以将风筝放飞到高处，由一个小朋友将一只重为4N的风筝放飞到空中后，拉着线的下端以一定的速度匀速跑动时，线恰能与水平面成53°角保持不变．如图所示，这时小朋友拉线的拉力为10N，求：
（1）风筝所受的风力大小及其水平方向夹角的正切值；
（2）若某时刻细线突然断了，求此时风筝的加速度．（g=10m/s²，sin53°=0.8；cos53°=0.6）．

Answer 1

（1）风筝受重力G、风力F风和拉力F三个力的作用，受力分析如图所示：

由平衡条件可知：
F_风x=Fcos53°=10×0.6=6N，
F_风y=Fsin53°+G=10×0.8+4=12N，
F_风=√(F2x+F2y)=√(62+122)=6√(5)N，
tanθ=(F风y)/(F风x)=(12)/(6)=2；
（2）开始风筝做匀速直线运动，所受合外力为零，细线突然断了，风筝受到重力与风的作用力，合力大小等于细线的拉力为：
F=10N，
风筝的质量：m=(G)/(g)=(4)/(10)=0.4kg，
由牛顿第二定律得，加速度：a=(10)/(0.4)=25m/s²；
答：（1）风力的大小为6√(5)N，与水平方向夹角的正切值为2．
（2）此时风筝的加速度25m/s²．