Question

【题目】实验表明表面积一定的物体，在相对于空气的运动速率不大时，物体受到的空气阻力与相对于空气的速率成正比。某研究性学习小组据此设计出一种测量风速的力学装置。如图所示，用轻质细线悬挂一定质量的小球，在悬点正下方固定一把刻度尺，刻度尺下边沿距离悬点2.00cm，且刻度尺刚好与细线不接触。在无风的天气里，细线正对刻度尺上“5”刻线；当摆球受到水平向左的风力作用时，悬线向左偏高竖直方向某一角度，而且风速和悬线偏角有一一对应关系。若水平向左的风速为4m/s时，悬线正对刻度尺上“3”刻线。求细线正对刻度尺上“2”刻线时对应的水平风速。(悬线受风力作用的影响可忽略）

Answer 1

【答案】6m/s

【解析】由题意可知：当速率为时，绳与竖直方向的夹角为45°，

则由受力平衡可知：

当速率为时，设绳与竖直方向的夹角为θ，即：tanθ=

则由受力平衡可知：

联立解得： 。