Question

一种测定风作用力的仪器原理如图，它的细长金属丝一端固定于悬点O，另一端悬挂着一个质量为m的金属球．无

一种测定风作用力的仪器原理如图，它的细长金属丝一端固定于悬点O，另一端悬挂着一个质量为m的金属球．无风时，金属丝自然下垂，当受到沿水平方向吹来的风时，金属丝将偏离竖直风向一定角度．若金属丝偏离竖直方向成角度θ时处于静止，求（1）风力F的大小和金属丝所受到的拉力的大小；（2）风力F与金属丝拉力的合力．

Answer 1

（1）对小球受力分析，受到重力、拉力和风力，将拉力和风力合成，合力与重力平衡，如图

由几何关系，得到：F=mgtanθ
金属丝所受到的拉力：T=

mg

cosθ

（2）根据平衡条件风力F与金属丝拉力的合力与重力等大反向，即合力的大小等于mg，方向竖直向上．
答：（1）风力F的大小为mgtanθ，金属丝所受到的拉力的大小

mg

cosθ

；
（2）风力F与金属丝拉力的合力等于mg，方向竖直向上．