阿牛设计了如图的“风力仪”．已知轻质细杆长为a，下端固定一小球，上端可绕O点自由转动，小球的质量为m，在水平风力F作用下，小球偏离竖直方向的夹角为θ．试回答下列问题：（1）在

Question

阿牛设计了如图的“风力仪”．已知轻质细杆长为a，下端固定一小球，上端可绕O点自由转动，小球的质量为m，在水平风力F作用下，小球偏离竖直方向的夹角为θ．试回答下列问题：
（1）在图中小球的重心处画出物体所受重力与水平风力的示意图；
（2）请推导出风力大小为F=mgtanθ．

Answer 1

（1）小球受到的重力方向竖直向下，风力水平向左，作用点在重心．作图如下：

（2）由杠杆平衡条件得F•a•cosθ=G•a•sinθ，
而G=mg，
∴F=mgtanθ．