Question

【題目】氣象研究小組用圖示簡易裝置測定水平風速。在水平地面上豎直固定一直桿，半徑為R、質量為m的薄空心塑料球用細線懸于桿頂端O，當水平風吹來時，球在風力的作用下飄起來．已知風力大小正比于風速和球正對風的截面積，當風速v0=3m/s時，測得球平衡時細線與豎直方向的夾角θ=30°。則( )

A. θ=60°時，風速v=6m/s

B. 若風速增大到某一值時，θ可能等于90°

C. 若風速不變，換用半徑變大、質量不變的球，則θ不變

D. 若風速不變，換用半徑相等、質量變大的球，則θ減小

Answer 1

【答案】D

【解析】試題分析：小球受重力、拉力、風力處于平衡，根據共點力平衡知風力F=mgtanθ，θ變為原來的2倍，則風力變為原來的3倍，因為風力大小正比于風速和球正對風的截面積，所以風速v=9m/s．故A錯誤．風速增大，θ不可能變為90°，因為繩子拉力在豎直方向上的分力與重力平衡．故B錯誤．若風速不變，換用半徑變大、質量不變的球，則風力變大，根據F=mgtanθ，知θ變大．故C錯誤．若風速不變，換用半徑相等、質量變大的球，知風力不變，根據F=mgtanθ，知重力減小，風力不變，則θ減小．故D正確．故選D．