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某研究性实验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。如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;一质量和电阻均不计的细长裸金属丝一端固定于O点,另一端悬挂小球P,无风时细金属丝竖直,恰与电阻丝在C点接触,OC=H;有风时细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点与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这两个因数有关,于是他们进行了实验后获得了如下数据:(下表中风速v的单位为m/s,电压U的单位为V,球半径r的单位为cm。)
根据表中数据可知,风力大小F与风速大小和球半径r的关系是________________。
电压表示数(U) 风速(v) 球半径(r) | 10 | 15 | 20 | 30 |
0.25 | 9.60 | 14.5 | 19.1 | 28.7 |
0.50 | 2.40 | 3.60 | 4.81 | 7.19 |
0.75 | 1.07 | 1.61 | 2.13 | 3.21 |
1.00 | 0.60 | 0.89 | 1.21 | 1.82 |
(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_______________.
查看习题详情和答案>>(1)已知电源的电动势为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,由此可以推得风力大小F与电压表示数的关系式为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的实验:
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 |
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(3)根据上述实验结果可知风力的大小F与风速大小v、球半径r的关系式为______.
(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点与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这两个因数有关,于是他们进行了实验后获得了如下数据:(下表中风速v的单位为m/s,电压U的单位为V,球半径r的单位为cm.)
根据表中数据可知,风力大小F与风速大小和球半径r的关系是______.
10 | 15 | 20 | 30 | |
0.25 | 9.60 | 14.5 | 19.1 | 28.7 |
0.50 | 2.40 | 3.60 | 4.81 | 7.19 |
0.75 | 1.07 | 1.61 | 2.13 | 3.21 |
1.00 | 0.60 | 0.89 | 1.21 | 1.82 |
(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点与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这两个因数有关,于是他们进行了实验后获得了如下数据:(下表中风速v的单位为m/s,电压U的单位为V,球半径r的单位为cm.)
根据表中数据可知,风力大小F与风速大小和球半径r的关系是______.
10 | 15 | 20 | 30 | |
0.25 | 9.60 | 14.5 | 19.1 | 28.7 |
0.50 | 2.40 | 3.60 | 4.81 | 7.19 |
0.75 | 1.07 | 1.61 | 2.13 | 3.21 |
1.00 | 0.60 | 0.89 | 1.21 | 1.82 |
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