（10分）某研究性学习小组，为了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。图12为测定风力的实验装置图，其中CD是一段水平放置的长

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 闭合电路欧姆定律/2022-12-16 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

（10分）某研究性学习小组，为了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。图12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，电阻丝电阻较大；一质量和电阻都不计的细长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13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
由表一数据可知：在球半径一定的情况下，风力大小与风速的关系是_______________________。
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＝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
由表二数据可知：在风速一定的情况下，风力大小与球半径的关系是_______________________。（球体积公式）
(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_________________________。

◎ 答案

(1)                     
（2）
在风速一定的情况下，风力大小与球半径的关系是:F与r成正比。
（3）F=kvr，式中k为常数。

◎ 解析

(1)以小球为研究对象，对小球进行受力分析，设小球受到风力为F是细金属丝与竖直方向的夹角为，由平衡条件可知其风力    
F＝mgtan                ①
设细金属丝与电阻丝相交点与C点之间的长度H tan, 电阻为,由串联电路的分压规律可知电压表示数     
           ②
①②两式联立解得                                  ③ （4分）
（2）由表一中的测量数据可以看出,在球半径一定的情况下,风力大小与风速成正比,即F与v成正比。
由表二中的测量数据可知：在风速一定的情况下，球半径增大到原来的二倍，电压表示数减小为原来的1/4。
由③式和球体积公式、密度公式可得
综合考虑可得在风速一定的情况下，风力大小与球半径的关系是:F与r成正比。（4分）
（3）根据上述两次实验结果可以得出，风力大小与风速成正比，与球半径成正比，风力的大小F与风速大小v、球半径r的关系式可以写为F=kvr，式中k为常数。 （2分）

◎ 知识点

 1/2    1 2 下一页 尾页
风力 风速 大小 可知 关系式
  • 最新内容
  • 相关内容
  • 网友推荐
  • 图文推荐
  • 如图5所示电路中，电源内阻不计，电(2022-12-16)
  • （10分）某研究性学习小组，为了探(2022-12-16)
  • 实验室中大量实验表明，通过某一金(2022-12-16)
  • 电饭锅是一种可以自动煮饭并自动保(2022-12-16)
  • 如图所示，微法，微法，欧，欧，当(2022-12-16)
  • 如图所示的电路中，电池的电动势ε(2022-12-16)
  • 如图所示电路中，当滑动变阻器的滑(2022-12-16)
  • 用伏安法测一节干电池的电动势和内(2022-12-16)
  • 相距为20cm的平行金属导轨倾斜放置(2022-12-16)
  • 如图所示，已知电源电动势E=20V，内阻r=lΩ，当接入固
  • 如图所示电路中，电源内电阻为r，R1、R3、R4均为定值电
  • 如图所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，L为小灯
  • 如图所示的两种电路中，电源相同，各电阻器阻值相等，
  • 电阻R1、R2的I-U关系图象如图（甲）所示，现把它们串联
  • 如图所示，R1为定值电阻，R2为最大阻值为2R1的可变电阻
  • 如图所示，AC表示电路中路端电压随电流变化的关系，OB
  • 风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源。风
  • 如图所示，电阻，小灯泡上标有“3V，1．5W"，电源内阻
  • 如图所示，两平行光滑导轨相距为L=20cm，金属棒MN的质
  • 在如图a所示电路中，闭合电键S，当(2022-12-16)
  • 调整如图所示电路的可变电阻R的阻值(2022-12-16)
  • 如图所示的电路，闭合开关S，当滑动(2022-12-16)
  • 直流电动机的内电阻r=2，与R=8的电(2022-12-16)
  • 如图所示电路的电源内阻不可忽略，(2022-12-16)
  • 如图所示的电路中，电源电动势E=3V(2022-12-16)
  • 如图所示的电路，电表均为理想电表(2022-12-16)
  • 在探究“导体的电阻跟哪些因素有关(2022-12-16)
  • 如图所示电路中，电阻R1=R2=R3=6Ω(2022-12-16)
  • 如图所示的电路，当滑动变阻器的滑(2022-12-16)
    • 在如图a所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动的过程中，四个理想电表的示数都发生变化。图b中三条图线分别表示了三个电压表示数随电流的变化的情况。其中
    在如图a所示电路中，闭合电键    		调整如图所示电路的可变电阻R的阻值，使电压表V的示数增大ΔU，在这个过程中[]A.通过R1的电流增加，增加量一定等于ΔU/R1B.R2两端的电压减小，减少量一定等于ΔUC.通过R2的
    调整如图所示电路的可变电阻    		如图所示的电路，闭合开关S，当滑动变阻器滑片p向右移动时，下列说法正确的是[]A.电流表读数变小，电压表读数变大B.小电泡L变暗C.电容器C上电荷量减小D.电源的总功率变小
    如图所示的电路，闭合开关S，    		直流电动机的内电阻r=2，与R=8的电阻串联接在线圈上，如图所示。已知线圈面积为m2，共100匝，线圈的电阻为2，线圈在的匀强磁场中绕O以转速n=600r/min匀速转动，在合上开关S后
    直流电动机的内电阻r=2，与R    		如图所示电路的电源内阻不可忽略，若调整可变电阻R的阻值，可使电压表V的示数增大△U（电压表为理想电表），在这个过程中[]A．通过R1的电流增加，增加量一定等于△U/R1B．R2两端的
    如图所示电路的电源内阻不可
    上一篇：实验室中大量实验表明，通过某一金属氧化物制成的棒中的电流I遵循I＝kU3的规律（式中U表示棒两端的电势差，k=0.02A/V3），现将该棒与遵从欧姆定律的电阻器串联在一起后，接在一     下一篇：如图5所示电路中，电源内阻不计，电压保持不变，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表A1和A2的变化量分别为和，则（）A．B．C．D．条件不足，无法判断
    零零教育社区：论坛热帖子
    栏目导航
    Copyright 2021 零零教育信息网 @ Powered By 零零教育信息网 ，这是一个公共的免费分享平台
    网站导航联系我们广告合作豫ICP备09039788号
    个人中心
    服务邮箱

    服务邮箱

    7720015@qq.com

    微信咨询
    我的网站名称
    返回顶部
    X我的网站名称

    截屏，微信识别二维码

    微信号：ten00_cn

    （点击微信号复制，添加好友）

      打开微信

    微信号已复制，请打开微信添加咨询详情！