Question

【題目】實驗表明表面積一定的物體，在相對于空氣的運動速率不大時，物體受到的空氣阻力與相對于空氣的速率成正比。某研究性學習小組據此設計出一種測量風速的力學裝置。如圖所示，用輕質細線懸掛一定質量的小球，在懸點正下方固定一把刻度尺，刻度尺下邊沿距離懸點2.00cm，且刻度尺剛好與細線不接觸。在無風的天氣里，細線正對刻度尺上“5”刻線；當擺球受到水平向左的風力作用時，懸線向左偏高豎直方向某一角度，而且風速和懸線偏角有一一對應關系。若水平向左的風速為4m/s時，懸線正對刻度尺上“3”刻線。求細線正對刻度尺上“2”刻線時對應的水平風速。(懸線受風力作用的影響可忽略）

Answer 1

【答案】6m/s

【解析】由題意可知：當速率為時，繩與豎直方向的夾角為45°，

則由受力平衡可知：

當速率為時，設繩與豎直方向的夾角為θ，即：tanθ=

則由受力平衡可知：

聯立解得： 。