Question

如圖是一種測定風力的儀器的原理圖，一金屬球固定在一細長的輕金屬絲下端，能繞懸掛點O在豎直平面內轉 動，無風時金屬絲自然下垂，現發現水平風力大小為F時，金屬絲偏離豎直方向的角度為θ，求：
（1）金屬球對金屬絲的拉力的大小；
（2）金屬球的質量為多少？

Answer 1

分析：（1）對金屬球進行受力分析，由平衡條件求解金屬絲對金屬球的拉力，即可由牛頓第三定律求得金屬球對金屬絲的拉力的大小；
（2）再由平衡條件求解金屬球的質量．

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

F

sinθ

由牛頓第三定律得金屬球對金屬絲的拉力為：T′=T=

F

sinθ

（2）由力的平衡條件得：mg=Fcotθ
所以，金屬球的質量為：m=

Fcotθ

g

答：（1）金屬球對金屬絲的拉力的大小為

F

sinθ

；
（2）金屬球的質量為為

Fcotθ

g

．

點評：本題有實際的情景，但實質是共點力平衡問題，關鍵要正確分析受力情況，由平衡條件求解．