Question

如图是一种测定风力的仪器的原理图，一金属球固定在一细长的轻金属丝下端，能绕悬挂点O在竖直平面内转 动，无风时金属丝自然下垂，现发现水平风力大小为F时，金属丝偏离竖直方向的角度为θ，求：
（1）金属球对金属丝的拉力的大小；
（2）金属球的质量为多少？

Answer 1

分析：（1）对金属球进行受力分析，由平衡条件求解金属丝对金属球的拉力，即可由牛顿第三定律求得金属球对金属丝的拉力的大小；
（2）再由平衡条件求解金属球的质量．

解答：解：（1）对金属球受力分析如图，由力的平衡条件得金属丝对金属球的拉力：T=

F

sinθ

由牛顿第三定律得金属球对金属丝的拉力为：T′=T=

F

sinθ

（2）由力的平衡条件得：mg=Fcotθ
所以，金属球的质量为：m=

Fcotθ

g

答：（1）金属球对金属丝的拉力的大小为

F

sinθ

；
（2）金属球的质量为为

Fcotθ

g

．

点评：本题有实际的情景，但实质是共点力平衡问题，关键要正确分析受力情况，由平衡条件求解．