Question

在学习了力学知识后，某同学利用刻度尺自己制作了一测定风力的简易仪器，其原理图如图所示，水平固定的刻度尺上的O点在悬点的正下方且距悬点10cm，A、B、C三点距O点分别为5.8cm、10.0cm和17.3cm．质量为m的小球连接在一细长的金属丝下端，能绕悬点在竖直平面内转动，无风时，自然下垂，有风时金属丝将偏离竖直方向一定角度，后来他发现将该仪器放在沿水平方向运动的小车还可以测定小车的加速度．则以下说法正确的是（　　）

• A．测定风力时，若金属丝稳定后通过A点，则风力大小等于mg
• B．测定风力时，若金属丝稳定后通过B点，则风力大小等于

  2

  mg
• C．测定小车的加速度时，若金属丝稳定后通过A点，则小车的加速度大小为a=

  g

  2

• D．测定小车的加速度时，若金属丝稳定后通过B点，则小车的加速度大小为a=g

Answer 1

分析：测风力时，对小球受力分析，受重力，风力，金属丝的拉力，受力平衡，由此可以得到风力表达式．判定AB
测加速度时，对小球受力分析，受重力，金属丝的拉力，列牛顿第二定律可以得到绳的拉力．判定CD

解答：解：测风力时，对小球受力分析：，可得：
A：金属丝稳定后通过A点时，

mg

F

=

10

5.8

，解得：F=0.58mg，故A错误
B：金属丝稳定后通过B点时，金属丝与竖直方向夹角为45°，故F=mg，故B错误
测定小车的加速度时，小球受力如图：
C：若金属丝稳定后通过A点，由

mg

F

=

10

5.8

，合力为：F=0.58mg，加速度为：a=

F

m

=0.58g
D：金属丝稳定后通过B点，金属丝与竖直方向夹角为45°，故F=mg，加速度为：a=g，故D正确
故选D

点评：本题关键是做受力图后用几何关系来确定小球的合力，由此来判定相应选项．