F合x=FTsin θ-F=0,
F合y=FTcos θ-mg=0。
解得F=mgtan θ。
由所得结果可见,当金属球的质量m一定时,风力F只跟偏角θ有关。因此,偏角θ的大小就可以指示出风力的大小。
[答案] F=mgtan θ
求解共点力平衡问题的一般步骤
(1)选取研究对象。
(2)对研究对象进行受力分析,并画出受力示意图。
(3)采用合成法、分解法或者正交分解法,对研究对象所受的力进行处理。
(4)由平衡条件列方程,F合=0或者。
(5)应用解三角形的方法或利用方程组求解,必要时对结果进行讨论。
1.如图所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O为球心,一质量为m的小滑块,在水平力F的作用下静止于P点。设滑块所受支持力为FN,OP与水平方向的夹角为θ。下列关系正确的是( )
A.F= B.F=mgtan θ
C.FN= D.FN=mgtan θ
解析:选A 对小滑块进行受力分析,如图所示,将FN沿水平方向和竖直方向进行分解,根据平衡条件列方程。水平方向有FNcos θ=F
竖直方向有FNsin θ=mg
联立解得F=,FN=。
2.如图所示,墙上有两个钉子a和b,它们的连线与水平方向的夹角为45°,两者的高度差为l。一条不可伸长的轻质细绳一端固定于a点,另一端跨过光滑钉子b悬挂一质量为m1的重物。在绳上距a端的c点有一固定绳圈。若绳圈上悬挂质量为m2的钩码,平衡后绳的ac段正好水平,则重物和钩码的质量之比为( )