(2012?開封模擬)風洞是對飛機、導彈性能進行檢測的一種高科技產(chǎn)物,現(xiàn)代汽車的生產(chǎn)也有運用風洞技術進行檢測的,如圖所示是小英所在興趣小組設計的一個類似于風洞的實驗裝置,他們在桌面上放有許多大小不同的塑料球,這些塑料球的密度均為ρ,用水平向左恒定的風作用在球上,使它們做勻加速運動(摩擦不計).已知風對球的作用力F與球的最大橫截面積S成正比,即F=Ks,k為一常量.對塑料球來說,可以認為空間存在一個風力場,在該風力場中風力對球做功與路徑無關.下列說法中正確的是( 。
分析:本題可以類比電場強度進行分析,風力強度類似于電場強度,與所受的分力無關,電場力所做的功等于電勢能的減小量,則風力勢能的減小量等于風力所做的功.
解答:解:A、風力強度類似于電場強度,E=
F
S
=K
,方向與風力方向相同,大小與所受風力無關.故A正確,B錯誤.
    C、風力所做的功等于風力勢能的減小量,從x處運動到柵欄P處,風力所做的功為W=Fx=KSx=Kπr2x.則風力勢能的減小量等于Kπr2x,以柵欄P為風力勢能參考平面,則距P為x處的風力勢能是Ep=Kπr2x.故C錯誤.
   D、在風力場中只有動能和風力勢能相互轉化,機械能守恒的表達式為:EP+EK=c(常量),Ep=Kπr2x.,EK=
1
2
mv2=
1
2
ρ
4
3
πr3v2=
2
3
ρπr3v2
.所以kπr2x+
2
3
ρπr3v2=c(c為恒量).故D正確.
故選AD.
點評:解決本題的關鍵采用類比的方法,風力強度類比于電場強度,風力做功與風力勢能的關系類比于電場力做功與電勢能的關系.
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