Question

如图所示，是一种测定风力的仪器，P是质量为200g的金属球，固定在一根细长钢性的金属丝下端，当无风时金属球自然竖直下垂，有风时金属丝将偏离竖直方向，刻度盘上的角度就能反映出风力的大小．若某一时刻风从图示的水平方向吹向金属球P时，金属丝向左偏离竖直的角度θ=30°而处于静止．则：
（1）此时风力和金属丝拉力分别有多大？
（2）有人说：“若角度变为2θ，则风力也为原来的2倍”，你认为这个结论对不对？为什么？

Answer 1

分析：（1）以金属球为研究对象，分析受力，作出力图，根据平衡条件求出风力F与金属丝的拉力；
（2）根据平衡条件求解出分力表达式进行讨论．

解答：解：（1）对球受力分析，受重力、分力和拉力，如图所示；
根据平衡条件，有：
F=mgtanθ=0.2×10×

3

3

N=

2 3

3

N 
 T=

mg

cos30°

=

0.2×10

3 2

N=

4 3

3

N
（2）不对！由F=mgtanθ可知，F与tanθ 成正比，而不是与θ成正比． 
答：（1）此时风力为

2 3

3

N，金属丝拉力为

4 3

3

N；
（2）这个结论不对，F与tanθ 成正比，而不是与θ成正比．

点评：本题关键对小球受力分析，根据共点力平衡条件求出风力和角度θ的关系．