Question

某研究性學(xué)習(xí)小組，為探索航天器球形返回艙穿過(guò)大氣層時(shí)所受空氣阻力(風(fēng)力)的影響因素，進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)研究。右圖為測(cè)定風(fēng)力的實(shí)驗(yàn)裝置圖，其中CD是一段水平放置的長(zhǎng)為L的光滑均勻電阻絲，電阻絲阻值較大；一質(zhì)量和電阻都不計(jì)的細(xì)長(zhǎng)裸金屬絲一端固定于O點(diǎn)，另一端懸掛球P，無(wú)風(fēng)時(shí)細(xì)金屬絲豎直，恰與電阻絲在C點(diǎn)接觸，OC＝H；有風(fēng)時(shí)金屬絲將偏離豎直方向，與電阻絲相交于某一點(diǎn)(如圖中虛線所示，細(xì)金屬絲與電阻絲始終保持良好的導(dǎo)電接觸)

（1）已知電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)，理想電壓表兩接線柱分別與O點(diǎn)和C點(diǎn)相連，球P的質(zhì)量為m，重力加速度為g，由此可推得風(fēng)力大小F與電壓表示數(shù)u的關(guān)系式為F＝          
（2）研究小組的同學(xué)猜想：風(fēng)力大小F可能與風(fēng)速大小v和球半徑r這兩個(gè)因素有關(guān)，于是他們進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)一：使用同一球，改變風(fēng)速，記錄了在不同風(fēng)速下電壓表的示數(shù)。
表一：球半徑r=0.50cm

風(fēng)速（m/s）	10	15	20	30
電壓表示數(shù)（V）	2.40	3.60	4.81	7.19

由表一數(shù)據(jù)可知：在球半徑一定的情況下，風(fēng)力大小與風(fēng)速大小的關(guān)系是          ．
實(shí)驗(yàn)二：保持風(fēng)速一定，換用同種材料、不同半徑的實(shí)心球，記錄了在球半徑不同情況下電壓表的示數(shù)
表二：風(fēng)速v=10m/s

球半徑（cm）	0.25	0.50	0.75	1.00
電壓表示數(shù)（V）	9.60	2.40	1.07	0.60

 根據(jù)表二數(shù)據(jù)可知：在風(fēng)速一定情況下，風(fēng)力大小與球半徑的關(guān)系為            。  (球體積V=)
（3）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知風(fēng)力大小F與風(fēng)速大小v、球半徑r關(guān)系式為            。

Answer 1

(1) (4分) (2)F與v成正比 (3分) F與r成正比 (3分) (3)F=kvr (2分)