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
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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
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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?
答案
以小球为研究对象,受力分析如图,由水平方向上的合力F
x合
和竖直方向上的合力F
y合
分别等于零,即
F
x合
=Tsinθ-F=0,
F
y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一定时,偏角θ只跟风力F有关.因此,根据偏角θ的大小就可以指示出风力的大小.
举一反三
如图所示,质量为m=lkg的小球穿在斜杆上,斜杆与水平方向的夹角为θ=30°,球恰好能在杆上匀速滑动.若球受到一大小为F=20N的水平推力作用,可使小球沿杆向上加速滑动(g取10m/s
2
),求:
(1)小球与斜杆间的动摩擦因数μ的大小;
(2)小球沿杆向上加速滑动的加速度大小.
题型:不详
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水平横梁一端插在墙壁里,另一端装小滑轮B,一轻绳的一端C固定于墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量m=20kg的物体,∠CBA=30°,如图所示.则滑轮受到绳子的作用力为(绳与滑轮间的摩擦不计,g=10N/kg)( )
A.100N
B.50
3
N
C.200N
D.100
3
N
题型:不详
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如图所示,两块相距为d,足够长的金属板平行竖直放置,两板间电压为U,长为L的细绝缘线一端拴质量为m的带电小球,另一端固定在左板上某点,小球静止时绝缘线与竖直方向夹角为θ.求:
(1)带电小球的带电量为多少?
(2)如突然将细线剪断,小球经多长时间打到金属板上?
题型:不详
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质量均匀分布的球重G=300N,置于竖直墙和支架之间,球半径R=10cm,支架和墙之间的距离a=15cm,各接触处摩擦均不计.
(1)试画出球的受力图;
(2)求支架和墙对球的作用力.
题型:不详
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城市路灯、无轨电车的供电线路等,经常采用三角形的结构悬挂,如图所示为这类结构的一种简化模型.图中硬杆BO可绕通过B点且垂直于纸面的轴转动,钢索AO和杆BO的重力均忽略不计.已知B0始终水平,AO与BO的夹角为θ,被悬挂物体的质量为m,则以下说法中正确的是( )
A.钢索AO对O点的拉力为
mg
sinθ
B.杆BO对O点的支持力为mgtanθ
C.A点距B点的距离越近时,杆BO对O点的支持力就越大
D.不论增大还是减小A点与B点距离,AO对O点拉力与杆BO对O点支持力的合力始终保持不变
题型:不详
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