在科学研究中,可以用风力仪直接测量风力的大小,其原理如图所示.仪器中有一根轻质金属丝,悬挂着一个金属球.无风时,金属丝竖直下垂;当受到沿水平方向吹来的风时,金属丝偏离

问题描述:

在科学研究中,可以用风力仪直接测量风力的大小,其原理如图所示.仪器中有一根轻质金属丝,悬挂着一个金属球.无风时,金属丝竖直下垂;当受到沿水平方向吹来的风时,金属丝偏离竖直方向一个角度.风力越大,偏角越大.通过传感器,就可以根据偏角的大小指示出风力大小.那么,风力大小F跟小球质量m、偏角θ之间有什么关系呢?

以小球为研究对象,受力分析如图,由水平方向上的合力Fx合和竖直方向上的合力Fy合分别等于零,即Fx合=Tsinθ-F=0,Fy合=Tcosθ-mg=0.有Tsinθ=F,Tcosθ=mg,两式相比,得F=mgtanθ.由所得结果可见,当小球质量m一...