题目内容
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所受空气阻力(风力)的影响因素,进行了模拟实验研究.下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于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(如图中虚线所示,细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触)
(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点相连,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v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.
表一:球半径r=0.50 cm
风速(m/s) | 10 | 15 | 20 | 30 |
30电压表示数（V） | 2.40 | 3.60 | 4.81 | 7.19 |
由表一数据可知:在球半径一定的情况下，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，记录了在球半径不同的情况下电压表的示数
表二：风速v=10 m/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 |
根据表二数据可知：在风速一定的情况下，风力大小与球半径的关系为____________.(球体积V=
πr3)
(3)根据上述实验结果可知风力大小F与风速大小v、球半径r的关系式为_______________.
(1)
mg
(2)正比(或F=kv)
风力与球的半径成正比(或F=kr)
(3)F=kvr k为比例系数
练习册系列答案
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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所受空气阻力(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于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(如图中虚线所示，细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触)
（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点相连，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v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。
表一：球半径r=0.50cm
由表一数据可知：在球半径一定的情况下，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，记录了在球半径不同情况下电压表的示数
表二：风速v=10m/s
根据表二数据可知：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、球半径r关系式为 。
（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点相连，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v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。
表一：球半径r=0.50cm
| 风速（m/s） | 10 | 15 | 20 | 30 |
| 电压表示数（V） | 2.40 | 3.60 | 4.81 | 7.19 |
实验二：保持风速一定，换用同种材料、不同半径的实心球，记录了在球半径不同情况下电压表的示数
表二：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 |
)（3）根据上述实验结果可知风力大小F与风速大小v、球半径r关系式为 。