Question

气象研究小组用图示简易装置测定水平风速。在水平地面上竖直固定一直杆，半径为R、质量为m的薄空心塑料球用细线悬于杆顶端O，当水平风吹来时，球在风力的作用下飘起来。已知风力大小正比于风速和球正对风的截面积，当风速V₀=3m/s时，测得球平衡时细线与竖直方向的夹角θ=30°，则（    ）

A．若测得θ=60°时，风速v=6m/s

B．若风速增大到某一值时，θ可能等于90°

C．若风速不变，换用半径变大、质量相同的球，则θ不变

D．若风速不变，换用半径相等、质量变大的球，则θ减小

Answer

D

【解析】

试题分析：设球正对风的截面积为S，由题意可知，风力大小为F=kSv，由平衡条件得mgtanθ= kSv，已知风速v0=3m/s时，θ=30°，可求出θ=60°时，风速v=9m/s，故选项A错误；因为绳子拉力在竖直方向上的分力与重力平衡，所以风速增大，θ不可能变为90°，故选项B错误；根据F=mgtanθ，质量不变，半径变大，风力变大，θ变大，故选项C错误；若风速、半径不变，则风力不变，质量较大时，θ减小，故选项D正确；故选D．

考点：物体的平衡

【名师点睛】此题是关于物体的平衡问题；解决本题的关键能够正确地受力分析，画出受力图，运用共点力平衡进行求解。