题目内容

【题目】气象研究小组用图示简易装置测定水平风速。在水平地面上竖直固定一直杆,半径为R、质量为m的薄空心塑料球用细线悬于杆顶端O,当水平风吹来时,球在风力的作用下飘起来。已知风力大小正比于风速和球正对风的截面积,当风速V0=3m/s时,测得球平衡时细线与竖直方向的夹角θ=30°,则

A若测得θ=60°时,风速v=6m/s

B若风速增大到某一值时,θ可能等于90°

C若风速不变,换用半径变大、质量相同的球,则θ不变

D若风速不变,换用半径相等、质量变大的球,则θ减小

【答案】D

【解析】

试题分析:设球正对风的截面积为S,由题意可知,风力大小为F=kSv,由平衡条件得mgtanθ= kSv,已知风速v0=3m/s时,θ=30°,可求出θ=60°时,风速v=9m/s,故选项A错误;因为绳子拉力在竖直方向上的分力与重力平衡,所以风速增大,θ不可能变为90°,故选项B错误;根据F=mgtanθ,质量不变,半径变大,风力变大,θ变大,故选项C错误;若风速、半径不变,则风力不变,质量较大时,θ减小,故选项D正确;故选D

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