在科学研究中,可以用风力仪直接测量风力的大小,其原理如图所示.仪器中有一根轻质金属丝,悬挂着一个金属球.无风时,金属丝竖直下垂;当受到沿水平方向吹来的风时,金属丝偏离

发布时间:2020-08-12 14:43:15

在科学研究中,可以用风力仪直接测量风力的大小,其原理如图所示.仪器中有一根轻质金属丝,悬挂着一个金属球.无风时,金属丝竖直下垂;当受到沿水平方向吹来的风时,金属丝偏离竖直方向一个角度.风力越大,偏角越大.通过传感器,就可以根据偏角的大小指示出风力大小.那么,风力大小F跟小球质量m、偏角θ之间有什么关系呢?

网友回答

解:以小球为研究对象,受力分析如图,由水平方向上的合力Fx合和竖直方向上的合力Fy合分别等于零,即
Fx合=Tsinθ-F=0,
Fy合=Tcosθ-mg=0.
有Tsinθ=F,Tcosθ=mg,
两式相比,得F=mgtanθ.
由所得结果可见,当小球质量m一定时,偏角θ只跟风力F有关.因此,根据偏角θ的大小就可以指示出风力的大小.
解析分析:对小球受力分析,受重力、拉力和风力,根据平衡条件列方程求解.

点评:本题关键是对小金属球受力分析后,根据平衡条件,运用正交分解法列出平衡方程,求解出风力与角度θ的关系后分析讨论.
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