如圖17所示的風(fēng)洞是對許飛機(jī)導(dǎo)彈性能進(jìn)行檢測的一種高科技產(chǎn)物,現(xiàn)代汽車的生產(chǎn)也有運(yùn)用風(fēng)洞技術(shù)進(jìn)行檢沒的,如圖18所示是小麗所在興趣小組設(shè)計(jì)的一個類似于風(fēng)動的實(shí)驗(yàn)裝置,他們在桌面上放有許多大小不同的塑料球,測得它們的密度均為,用水平向左恒定的風(fēng)作用在球上,使它們做勻加速運(yùn)動(摩擦不計(jì))。已知風(fēng)對球的作用力與球的最大橫截面積成正比,即F=kS,k為一常量。                                                        圖17

  (1)對塑料球來說,空間存在一個風(fēng)力場,請定義風(fēng)力場強(qiáng)度并寫出其表達(dá)式

  (2)在該風(fēng)力場中風(fēng)力對球做功與路徑無關(guān),因此可引入風(fēng)力勢能和風(fēng)力勢的概念。若以柵欄P為風(fēng)力勢能參考平面,寫出風(fēng)力勢能EP和風(fēng)力勢U的表達(dá)式

  (3)寫出風(fēng)力場中機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式(小球半徑用r表示;第一狀態(tài)速度為v1,和P的距離為x1;第二狀態(tài)速度為v2,和P的距離為x2

(1)風(fēng)力場強(qiáng)度;(2)風(fēng)力勢能EP和風(fēng)力勢U的表達(dá)式;

(3)風(fēng)力場中機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式:


解析:

(1)風(fēng)力場強(qiáng)度:風(fēng)對小球作用力與小球最大橫截面積之比,方向與風(fēng)力相同。

即風(fēng)力場強(qiáng)度   

(2)距P為x處,

風(fēng)力勢能EP和風(fēng)力勢U的表達(dá)式:              

(3)   

                     

    由以上兩式得風(fēng)力場中機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式:

    

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