题目内容
20．
某研究性实验小组为了研究球形物体所受空气阻力（风力）的大小，设计了如图所示的实验，其中CD是一段水平放置的长为40cm的光滑均匀电阻丝，电阻丝阻值为20欧，一质量和电阻均不计的足够长的细长金属丝一端固定于O点，另一端悬挂小球P，无风时细金属丝处于竖直位置，恰与电阻丝在C点接触，OC长为20cm；当风从球右侧水平吹来时，细金属丝将偏离竖直方向与竖直方向成一夹角，与电阻丝相交于一点A（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），此时电压表有读数．已知电源电压为4V，电压表两接线柱分别与O点与C点相连，所用量程为3V，球P的重力为10N．（1）当细金属丝与竖直方向夹角为45度角时，水平风力大小为多少？此时电压表示数为多少？
（2）利用该装置能够测量的水平风力大小在哪个范围？
（3）当风力大小不变，方向向下发生一定偏转时（偏转角度小于90度），电压表的示数将变小．（填“变大”、“变小”或“不变”）
分析 （1）由图可知，滑片左侧部分接入电路中，对物体受力分析后利用平衡条件求出水平风力的大小；根据三角函数关系得出OP右侧部分电阻丝的长度，根据长度关系求出OP右侧部分电阻丝的阻值，根据电压表的特点可知风力变化时接入电路中的电阻不变，根据欧姆定律求出电路中的电流，再根据欧姆定律求出此时电压表的示数；
（2）电压表的示数最大时所测风力风力最大，根据欧姆定律求出OP右侧部分电阻丝的电阻，然后求出OP右侧部分电阻丝的长度，根据三角关系求出细金属丝与竖直方向的夹角，然后求出该装置能够测量的最大水平风力，从而得出该装置能够测量的水平风力大小范围；
（3）当风力大小不变，方向向下发生一定偏转时，水平方向的分力变小，滑片右侧部分长度变短，电压表所测部分的电阻变小，根据欧姆定律可知电压表示数的变化．
解答 
解：（1）当细金属丝与竖直方向夹角θ=45°时，对金属球受力分析如右图所示：
由平衡条件得：F=F1sinθ，G=F1cosθ，
即：F=Gtanθ=10N×1=10N；
OP右侧部分电阻丝的长度：
l右=lOC×tan45°=20cm×1=20cm，
OP右侧部分电阻丝的电阻：
R右=$\frac{{l}_{右}}{{l}_{CD}}$×RCD=$\frac{20cm}{40cm}$×20Ω=10Ω，
因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路，
所以，风力变化时，电阻丝接入电路中的电阻不变，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的电流：
I=$\frac{U}{{R}_{CD}}$=$\frac{4V}{20Ω}$=0.2A，
此时电压表示数：
U右=IR右=0.2A×10Ω=2V；
（2）当电压表的示数U右′=3V时，所测风力风力最大，此时OP右侧部分电阻丝的电阻：
R右′=$\frac{{U}_{右}′}{I}$=$\frac{3V}{0.2A}$=15Ω，
OP右侧部分电阻丝的长度：
l右′=$\frac{{R}_{右}′}{{R}_{CD}}$lCD=$\frac{15Ω}{20Ω}$×40cm=30cm，
细金属丝与竖直方向夹角：
tanθ′=$\frac{{l}_{右}′}{{l}_{OC}}$=$\frac{30cm}{20cm}$=1.5，
则该装置能够测量的最大水平风力：
F′=Gtanθ′=10N×1.5=15N，
所以，利用该装置能够测量的水平风力大小范围为0～15N；
（3）当风力大小不变，方向向下发生一定偏转时，
水平方向的分力变小，滑片右侧部分长度变短，电压表所测部分电阻变小，
由U=IR可知，电压表的示数将变小．
答：（1）当金属丝与竖直方向夹角为45度角时，水平风力大小为10N，此时电压表的示数为2V；
（2）利用该装置能够测量的水平风力大小范围为0～15N；
（3）变小．
点评 本题是一道电学和力学的综合题，知道风力变化时电阻丝接入电路中电阻的变化是关键，难点是找出电阻与角度的数量关系以及风力与角度的关系．
POS刷卡机的使用给人们的生活带来了便利．POS机的刷卡位置有一个绕有线圈的铁环制成的检测头（如右图所示），将带有磁条的信用卡在刷卡位置刷一下，检测头的线圈中就会产生变化的电流，POS机便可读出磁条上的信息．下图中能反映POS刷卡机读出信息原理的是（ ）
嘉兴在每年的端午节都会举行舟赛．如图为2016年嘉兴龙舟赛的场景，龙舟大赛队员们正在奋力拼搏．在划龙舟的过程中，下列说法正确的是（ ）| A． | 划龙舟的浆一定是省力杠杆，动力臂大于阻力臂 | |
| B． | 浆往后划，龙舟前进，说明物体间力的作用是相互的 | |
| C． | 停止划桨后，龙舟会慢慢停下来，说明力是维持龙舟运动的原因 | |
| D． | 运动员在比赛中听到“加油”声奋力加快，这主要靠激素调节 |
2017年4月26日上午，中国第二艘航空母舰在中国船舶重工集团公司大连造船厂举行下水仪式，顿时国内掀起了新一轮的航母热．小志同学在网上找了我某一艘航母一些参数如下：| 舰长 | 302m（全长） | 吃水深度 | 10.0m（满载） |
| 舰宽 | 70.5m | 排水量 | 67000t（满载） |
| 功率 | 147200kW | 飞行甲板 | 长 300m、宽 70m |
| 机库 | 长 152m、宽 26m、高 7m | 最大航速 | 57.6km/h |
（1）该舰满载时所受浮力有多大？
（2）若该舰在海上以最大航速匀速前进，则它受到的阻力是多大？
（1）甲、乙两物体都做直线运动，通过的路程之比是3：1，所用的时间之比是2：3，则甲、乙两物体运动的平均速度之比是9：2．