2008上海一道模拟题

问题描述：

某研究性学习小组 ，为探索航天器球形返回舱穿过大气层时受到空气阻力（风力）的影响因素，进行了模拟实验研究。右图为测定风力的实验装置图，其中CD是一段水平放置的长为L的光滑均匀电阻丝，电阻丝阻值较大；一质量和电阻都不计的细长裸金属丝一端固定在O点，另一端悬挂球P，无风时细金属丝竖直，恰与电阻丝在C点接触，OC=H；有风时金属丝将偏离竖直方向，与电阻丝相交于某一点（如图虚线所示，细金属丝与电阻始终保持良好接触）。

（1）已知电源电动势为E，内阻不计，理想电压表两接线柱分别与O点和C点连接，球P的质

量为m，重力加速度为g，由此可推得风力大小F与电压表示数U的关系式为F=

（2）研究小组的同学猜想：风力大小F可能与风速大小和球半径r这两个因素有关，于是他们进行了如下实验：

实验一：使用同一球，改变风速，记录了在不同风速下电压表的示数。

风速/m·s-1
10
15
20
30

电压表示数/V
2.40
3.60
4.81
7.19

表1：球半径r=0.50cm

由表1数据可知：在球半径一定时，风力大小与风速大小的关系是：

实验二：保持风速一定，换用同种材料、不同半径的实心球，记录了半径不同情况下电压表的示数如表2： 表2：风速V=10m/s

球半径/cm
0.25
0.50
0.75
1.00

电压表示数/V
9.60
2.40
1.07
0.60

根据表2数据可知：在风速一定情况下，风力大小与球半径的关系为：

球的体积V= ）（3）根据上述实验结果可知：风力大小F与风速大小V、小球半径r之间的关系式为：

详细解答！

问题解答：

2008上海一道模拟题这个旅游问答期待您的解答，请登录账号或关注微信公众号回答这个问题。