Question

在學習了力學知識后，某同學利用刻度尺自己制作了一測定風力的簡易儀器，其原理圖如圖所示，水平固定的刻度尺上的O點在懸點的正下方且距懸點10cm，A、B、C三點距O點分別為5.8cm、10.0cm和17.3cm．質量為m的小球連接在一細長的金屬絲下端，能繞懸點在豎直平面內轉動，無風時，自然下垂，有風時金屬絲將偏離豎直方向一定角度，后來他發現將該儀器放在沿水平方向運動的小車還可以測定小車的加速度．則以下說法正確的是（　　）

• A．測定風力時，若金屬絲穩定后通過A點，則風力大小等于mg
• B．測定風力時，若金屬絲穩定后通過B點，則風力大小等于

  2

  mg
• C．測定小車的加速度時，若金屬絲穩定后通過A點，則小車的加速度大小為a=

  g

  2

• D．測定小車的加速度時，若金屬絲穩定后通過B點，則小車的加速度大小為a=g

Answer 1

分析：測風力時，對小球受力分析，受重力，風力，金屬絲的拉力，受力平衡，由此可以得到風力表達式．判定AB
測加速度時，對小球受力分析，受重力，金屬絲的拉力，列牛頓第二定律可以得到繩的拉力．判定CD

解答：解：測風力時，對小球受力分析：，可得：
A：金屬絲穩定后通過A點時，

mg

F

=

10

5.8

，解得：F=0.58mg，故A錯誤
B：金屬絲穩定后通過B點時，金屬絲與豎直方向夾角為45°，故F=mg，故B錯誤
測定小車的加速度時，小球受力如圖：
C：若金屬絲穩定后通過A點，由

mg

F

=

10

5.8

，合力為：F=0.58mg，加速度為：a=

F

m

=0.58g
D：金屬絲穩定后通過B點，金屬絲與豎直方向夾角為45°，故F=mg，加速度為：a=g，故D正確
故選D

點評：本題關鍵是做受力圖后用幾何關系來確定小球的合力，由此來判定相應選項．