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．若測得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、質量相同的球，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：設球正對風的截面積為S，由題意可知，風力大小為F=kSv，由平衡條件得mgtanθ= kSv，已知風速v0=3m/s時，θ=30°，可求出θ=60°時，風速v=9m/s，故選項A錯誤；因為繩子拉力在豎直方向上的分力與重力平衡，所以風速增大，θ不可能變?yōu)?0°，故選項B錯誤；根據(jù)F=mgtanθ，質量不變，半徑變大，風力變大，θ變大，故選項C錯誤；若風速、半徑不變，則風力不變，質量較大時，θ減小，故選項D正確；故選D．