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题型：解答题题类：难易度：普通

湖南省长沙市望城区第六中学2024-2025学年高二上学期开学考试物理试题

某物理学习小组设计了一个测量风速的装置，其原理如图所示。用一根不可伸长的细线，悬挂一个质量为 $\text{[math]}$ 的小球，风沿水平方向吹来时，细线偏离竖直方向。风速越大，细线与竖直方向的夹角越大，根据夹角的大小可以指示出风速的大小。已知当风速为 $\text{[math]}$ 时，细线与竖直方向的夹角为 $\text{[math]}$ ，重力加速度为 $\text{[math]}$ 。

（1）求当风速为 $\text{[math]}$ 时，风对小球作用力的大小 $\text{[math]}$ ；

（2）若风对小球作用力的大小与风速的平方成正比，即 $\text{[math]}$ ，推导风速 $\text{[math]}$ 跟细线与竖直方向夹角 $\text{[math]}$ 之间的关系。

举一反三

关于共点力的合成，下列说法正确的是（）

如图，轻质细杆AB上穿有一个质量为m的小球C，将杆水平置于相互垂直的固定光滑斜面上，系统恰好处于平衡状态。已知左侧斜面与水平面成30°角，重力加速度为g，则右侧斜面对杆AB支持力的大小为（）

某同学探究求合力的方法，如图甲，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB与OC为细绳，如图所示。

细绳一端系在A点，另一端跨过光滑定滑轮B后悬挂一小桶Q，另一小桶P通过光滑挂钩挂在细绳上，小桶P、Q完全相同，可以通过添加细砂改变小桶的重力。系统平衡后如图所示，下列说法正确的是（　　）

风筝节上小明同学在放风筝，风筝静止于空中时可简化如右图，风筝平面与水平面夹角始终为30°，风速水平，与风筝作用后，垂直风筝平面的风速减为零，平行风筝平面的风速大小不变。风筝的质量为m，风筝线质量不计，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　）

儿童蹦极装置左右顶点A、B等高，相距3m，两根相同的弹性绳上端分别固定在A、B，若把两弹性绳下端连在一起（O点）且均处于自由长度时两弹性绳成74°角，当两弹性绳下端对称地系在小孩背上时，小孩恰能脱离蹦床悬在空中，此时两弹性绳成60°角，如图甲所示。当静立在水平地面上的工作人员把两弹性绳下端O从小孩背上解开，准备下一次蹦极时，O点与AB在同一竖直面内，位置如图乙所示。已知弹性绳的劲度系数 $\text{[math]}$ ，工作人员质量 $\text{[math]}$ ，取 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，忽略小孩身体的宽度。求：

（1）图甲中小孩恰能脱离蹦床时每根弹性绳的弹力大小 $\text{[math]}$ ；

（2）图甲中小孩的质量m；

（3）图乙中工作人员受到地面施加给他的支持力和摩擦力大小。

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