题目内容

【题目】风洞实验室中可以产生水平方向、速度大小可以调节的风,用来研究处在流动气体中的物体的受力情况。一种测定风作用力的仪器原理如图所示,细长的轻质金属丝一端固定于悬点O,另一端悬挂着一个重力为G的金属球。无风时,金属丝自然下垂;风沿水平方向吹来时,金属丝偏离竖直方向的角度为

风力F的大小和金属丝拉力T的大小;

已知风力与风速的大小关系为,其中,金属球的重力为,当偏角时,求此时风速的大小。

【答案】

【解析】

对小球受力分析,然后根据共点力平衡条件运用合成法,由几何关系求解出分力。由风力与风速的大小关系为结合求得的风力可求得风速。

对小球受力分析,受到重力、拉力和风力,将拉力和风力合成,合力与重力平衡,如图所示:


由几何关系,得到:

金属丝所受到的拉力:
由上述关系和已知条件可得:

代入数据解得:

练习册系列答案
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【题目】在做探究加速度与力、质量关系的实验时,采用如图甲所示的一端带定滑轮的长木板实验装置,让重物通过轻绳拖动小车在长木板上做匀加速直线运动。其中小车质量用M表示,重物质量用m表示,加速度用a表示。

1)实验时需要将长木板的一端垫起适当的高度,这样做是为了消除_____的影响,使绳对小车的拉力等于小车所受合外力。在进行小车在长木板上匀速滑下的调整时,小车后面的纸带_____(填不要)同时穿上并穿过打点计时器。

2)实验中由于绳对小车的实际拉力小于重物的重力,会给实验带来系统误差。为减小此误差,实验中要对小车质量M和重物质量m进行选取,以下四组数据中最合理的一组是_____。(填写相应选项前的字母即可)

AM200gm40g60g80g100g120g140g

BM200gm30g35g40g45g50g55g

CM400gm20g40g60g80g100g120g

DM400gm10g15g20g25g30g35g

3)在实验中用接在50Hz交流电源上的打点计时器,测定小车的加速度。某次实验中得到的一条纸带如图乙所示,从比较清晰的点起,每五个打印点取一个点作为计数点,分别标明01234.量得01两点间距离s11.20cm12两点间的距离s21.80cm23两点间距离s32.40cm34两点间距离s43.00cm,则打计数点“3”时小车对应的速度大小为_____m/s,还可求得小车的加速度大小为_____m/s2

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