Question

2．一种测定风作用力的仪器原理如图所示，它的不计质量的细长金属丝一端固定于悬点O，另一端悬挂着一个质量为m=1kg的金属球．无风时，金属丝自然下垂，当受到沿水平方向吹来的风时，金属丝将偏离竖直方向一定角度θ，风力越大，偏角越大．若某时刻金属丝与竖直方向偏角θ=30°，求此时金属球所受风力大小．（g=10m/s²）．

Answer 1

分析 分析小球的受力情况，作出力图，根据平衡条件求出金属球所受风力的大小．

解答 解：小球的受力分析如图所示，则平衡时有：
Tcosθ=mg，
Tsinθ=F，
联立可得风力大小为：F=mgtanθ，
代入数据得：F=1×10×$\frac{\sqrt{3}}{3}$N=$\frac{10\sqrt{3}}{3}$ N 
答：此时金属球所受风力的大小为$\frac{10\sqrt{3}}{3}$ N．

点评 本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答．