Question

如圖是一種測(cè)定風(fēng)力的儀器的原理圖，一金屬球固定在一細(xì)長(zhǎng)的輕金屬絲下端，能繞懸掛點(diǎn)O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn) 動(dòng)，無(wú)風(fēng)時(shí)金屬絲自然下垂，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)水平風(fēng)力大小為F時(shí)，金屬絲偏離豎直方向的角度為θ，求：
（1）金屬球?qū)�金屬絲的拉力的大��；
（2）金屬球的質(zhì)量為多少？

Answer 1

分析：（1）對(duì)金屬球進(jìn)行受力分析，由平衡條件求解金屬絲對(duì)金屬球的拉力，即可由牛頓第三定律求得金屬球?qū)�金屬絲的拉力的大小；
（2）再由平衡條件求解金屬球的質(zhì)量．

解答：解：（1）對(duì)金屬球受力分析如圖，由力的平衡條件得金屬絲對(duì)金屬球的拉力：T=

F

sinθ

由牛頓第三定律得金屬球?qū)�金屬絲的拉力為：T′=T=

F

sinθ

（2）由力的平衡條件得：mg=Fcotθ
所以，金屬球的質(zhì)量為：m=

Fcotθ

g

答：（1）金屬球?qū)�金屬絲的拉力的大小為

F

sinθ

；
（2）金屬球的質(zhì)量為為

Fcotθ

g

．

點(diǎn)評(píng)：本題有實(shí)際的情景，但實(shí)質(zhì)是共點(diǎn)力平衡問(wèn)題，關(guān)鍵要正確分析受力情況，由平衡條件求解．