在科學(xué)研究中,可以用風(fēng)力儀直接測量風(fēng)力的大小,其原因如圖所示.儀器中有一根輕質(zhì)金屬絲,懸掛著一個金屬球m.無風(fēng)時,金屬絲豎直下垂;當(dāng)受到沿水平方向吹來的風(fēng)時,金屬絲偏離豎直方向一個角度.風(fēng)力越大,偏角越大,通過傳感器,就可以根據(jù)偏角的大小指示出風(fēng)力.那么,風(fēng)力大小F跟小球質(zhì)量m?偏角θ之間有什么樣的關(guān)系呢?
F=mgtanθ
以小球為研究對象,有風(fēng)時,它受到三個力作用:重力mg,豎直向下;風(fēng)力F,水平向左;金屬絲拉力FT,沿金屬絲傾斜向上.如圖所示,當(dāng)風(fēng)力一定時,小球能保持在一定的偏角θ的位置上處于靜止,由平衡條件可知:mg?F?FT三個力的合力為零,即上述三力中任意兩個力的合力都與第三個力大小相等?方向相反.根據(jù)平行四邊形定則將任意兩力合成,由幾何關(guān)系進(jìn)行求解.

將金屬絲拉力FT與小球重力mg合成,由平衡條件可知,其合力方向必定與風(fēng)力F的方向相反,且大小相等.如圖所示,由幾何關(guān)系可知:F=F′=mgtanθ
由所得結(jié)果可見,當(dāng)小球質(zhì)量m一定時,風(fēng)力F只跟偏角θ有關(guān).因此,根據(jù)偏角θ的大小就可以指示出風(fēng)力的大小.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

下列各圖中A球系在絕緣細(xì)線的下端，B球固定在絕緣平面上，它們帶電的種類以及位置已在圖中標(biāo)出。A球能保持靜止的是

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（10分）如圖15所示，將一條輕而柔軟的細(xì)繩一端固定在天花板上的A點，另一端固定在豎直墻上的B點，A和B到O點的距離相等，繩長為OA的兩倍.滑輪的大小與質(zhì)量均可忽略，滑輪下懸掛一質(zhì)量為m的重物.設(shè)摩擦力可忽略，求平衡時繩所受的拉力為多大？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（12分）如圖所示，在質(zhì)量為m=1kg的重物上系著一條長30cm的細(xì)繩，細(xì)繩的另一端連著一個輕質(zhì)圓環(huán)，圓環(huán)套在水平的棒上可以滑動，環(huán)與棒間的動摩擦因數(shù)μ為0.75，另有一條細(xì)繩，在其一端跨過定滑輪，定滑輪固定在距離圓環(huán)50cm的地方，當(dāng)細(xì)繩的端點掛上重物G，而圓環(huán)將要開始滑動時，（g取10/ms2）試問：

（1）角多大？
（2）長為30cm的細(xì)繩的張力是多少：
（3）圓環(huán)將要開始滑動時，重物G的質(zhì)量是多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，光滑斜面的傾角都是370，分別用平行于斜面的細(xì)繩A（如圖（a））和水平細(xì)繩B（如圖（b）），系住完全相同的小球，則（a）（b）圖中斜面對小球的彈力大小之比NA：NB和細(xì)繩對小球的彈力大小之比TA：TB分別為（  ）（已知sin370=0.6,cos370=0.8）
A．NA：NB=16：25 TA：TB=5：4
B．
C．NA：NB=4：5 TA：TB= 5：4
D．NA：NB=5：4 TA：TB=16：25

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示,用輕質(zhì)細(xì)繩拴住同種材料制成的A、B兩物體,它們沿斜面向下做勻速運動,關(guān)于A、B的受力情況,以下說法正確的是(    )

A.A受三個力作用,B受四個力作用
B.A受四個力作用,B受三個力作用
C.A、B都受三個力作用
D.A、B都受四個力作用

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖，半徑為r的光滑球被固定在斜面上的、厚度為h的墊塊擋住，靜止在傾角為θ的光滑斜面上。已知θ=30°，而且球?qū)π泵婧蛪|塊的壓力大小相等，則球半徑r與墊塊厚度h之比是
A．2∶1B．∶1C．∶2D．1∶1

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖10所示，輕質(zhì)光滑滑輪兩側(cè)用細(xì)繩連著兩個物體A與B，物體B放在水平地面上，A、B均靜止．已知A和B的質(zhì)量分別為mA、mB，繩與水平方向的夾角為θ，則                                 (　　)

A．物體B受到的摩擦力可能為0
B．物體B受到的摩擦力為mAgcosθ
C．物體B對地面的壓力可能為0
D．物體B對地面的壓力為mBg－mAgsinθ

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，位于水平桌面上的物塊P，由跨過定滑輪的輕繩與物塊Q相連，從滑輪到P和到Q的兩段繩都是水平的。已知Q與P之間以及P與桌面之間的動摩擦因數(shù)都是μ，Q質(zhì)量為m，P質(zhì)量為2m，滑輪的質(zhì)量、滑輪軸上的摩擦都不計，若用一水平向右的力F拉Q使它做勻速運動，則F的大小為（   ） 
A．6μmgB．5μmgC．3μmgD．μmg

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