Question

【題目】在科學(xué)研究中，可以用風(fēng)力儀直接測(cè)量風(fēng)力的大小，其原理如下圖所示．儀器中一根輕質(zhì)金屬絲懸掛著一個(gè)金屬球．無(wú)風(fēng)時(shí)，金屬絲豎直下垂；當(dāng)受到沿水平方向吹來(lái)的風(fēng)時(shí)，金屬絲偏離豎直方向一個(gè)角度．風(fēng)力越大，偏角越大．通過(guò)傳感器，就可以根據(jù)偏角的大小指示出風(fēng)力（重力加速度g已知）．

(1)若已知球的質(zhì)量為m，偏角θ，求風(fēng)力F和繩子拉力T分別為多大？

(2)若偏角變大，分析說(shuō)明風(fēng)力變大還是變小？

Answer 1

【答案】（1）mgtanθ ,mg/cosθ (2)變大

【解析】以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，受力分析如圖，

由水平方向上的合力Fx合和豎直方向上的合力Fy合分別等于零，即

Tsinθ-F=0， Tcosθ-mg=0

得F=mgtanθ，

（2）由所得結(jié)果可見(jiàn)，當(dāng)小球質(zhì)量m一定時(shí)，偏角θ只跟風(fēng)力F有關(guān)．因此，根據(jù)偏角θ變大，就可以指示出風(fēng)力變大。