Question

【題目】如圖所示，一質量為m的金屬球，固定在一輕質細繩下端，能繞懸掛點O在豎直平面內轉動。整個裝置能自動隨著風的轉向而轉動，使風總沿水平方向吹向小球。無風時細繩自然下垂，有風時細繩將偏離豎直方向一定角度，

求：（1）當細繩偏離豎直方向的角度為θ，且小球靜止時，風力F及細繩對小球拉力T的大小。（設重力加速度為g）

（2）若風向不變，隨著風力的增大θ將增大，判斷θ能否增大到90°且小球處于靜止狀態， 說明理由。

Answer 1

【答案】（1）F=mgtanθ， ；（2）不可能；

【解析】試題分析：（1）對小球受力分析如圖所示（正交分解也可以）

應用三角函數關系可得：F=mgtanθ

（2）假設θ=90°，對小球受力分析后發現合力不能為零，小球也就無法處于靜止狀態，故θ角不可能達到90°且小球處于靜止狀態。