Question

如图所示，是一种测定风力的仪器的原理图，它能自动随着风的转向而转向，使风总从图示水平方向吹向小球P，刻度盘上的示数反映风力的大小。现已知P是质量为m的金属球，固定在一细长钢性金属丝下端，能绕悬挂点在竖直平面内转动，无风时金属丝自然下垂，有风时金属丝将偏离竖直方向一定角度θ，不计金属丝重力。已知风对小球的作用力大小与风速成正比，当风速为5m/s时，θ=30°则风速为10m/s时，θ为

A.30°＜θ＜45° B.45°＜θ＜60°

C.θ=60° D.60°＜θ＜90°

Answer

B

【解析】

以金属球为研究对象，分析受力情况：金属球受到重力mg、水平向左的风力F和金属丝的拉力T，作出力图如图，

在水平方向上根据平衡条件得到：

F=mgtanθ

且风力

F=kv

则

则

则

A．30°＜θ＜45°，与结论不相符，选项A错误；

B．45°＜θ＜60°，与结论相符，选项B正确；

C．θ=60°，与结论不相符，选项C错误；

D． 60°＜θ＜90°，与结论不相符，选项D错误；

故选B.