題目列表(包括答案和解析)
2007年2月28日，從烏魯木齊駛往阿克蘇的5806次列車遭遇特大沙塵暴，列車從第1節(jié)車廂到第11節(jié)車廂相繼被吹翻．看了這個報道后，某研究小組為探索沙塵暴的威力，進行了模擬研究．如圖為測定沙塵暴風力的實驗裝置圖，其中AB是一段水平放置的長為L的光滑均勻電阻絲，電阻絲阻值較大，一質(zhì)量和電阻都不計的細長金屬絲一端固定于O點，另一端懸掛球P，無風時細金屬絲豎直，恰與電阻絲在B點接觸，有風時細金屬絲將偏離豎直方向，細金屬絲與電阻絲始終保持良好的導電接觸．研究小組的同學對此裝置分析中，知道金屬球單位面積上所受到的水平風力大小與電壓表的讀數(shù)成正比，空氣密度為1.3kg/m3，沙的密度為2.5×103kg/m3．他們對決定金屬球單位面積上所受到的風力大小的因素，進行了如下的實驗研究：| 風速（m/s） | 5 | 10 | 15 | 20 |
| 電壓表示數(shù)（V） | 0.6 | 2.4 | 5.4 | 9.6 |
| 含沙量（kg/m3） | 1.1 | 2.2 | 3.3 | 4.4 |
| 電壓表示數(shù)（V） | 2.3 | 3.5 | 4.6 | 5.8 |
（10分）2007年2月28日，從烏魯木齊駛往阿克蘇的5806次列車遭遇特大沙塵暴，列車從第1節(jié)車廂到第11節(jié)車廂相繼被吹翻。看了這個報道后，某研究小組為探索沙塵暴的威力，進行了模擬研究。如圖為測定沙塵暴風力的實驗裝置圖，其中AB是一段水平放置的長為L的光滑均勻電阻絲，電阻絲阻值較大，一質(zhì)量和電阻都不計的細長金屬絲一端固定于O點，另一端懸掛球P，無風時細金屬絲豎直，恰與電阻絲在B點接觸，有風時細金屬絲將偏離豎直方向，細金屬絲與電阻絲始終保持良好的導電接觸。研究小組的同學對此裝置分析中，知道金屬球單位面積上所受到的水平風力大小與電壓表的讀數(shù)成正比，空氣密度為1.3kg/m3，沙的密度為2.5×103kg/m3。他們對決定金屬球單位面積上所受到的風力大小的因素，進行了如下的實驗研究：
①在含沙量相同條件下，改變風速，記錄不同風速下電壓表的示數(shù)如下：
| 風速（m/s） | 5 | 10 | 15 | 20 |
| 電壓表示數(shù)（V） | 0.6 | 2.4 | 5.4 | 9.6 |
②在風速大小相同條件下，改變風中空氣的含沙量，記錄不同含沙量下電壓表的示數(shù)如下：
| 含沙量（kg/m3） | 1.1 | 2.2 | 3.3 | 4.4 |
| 電壓表示數(shù)（V） | 2.3 | 3.5 | 4.6 | 5.8 |
（1）根據(jù)上述實驗結(jié)果，試推導出單位面積上所受到的風力大小的關(guān)系式？（設(shè)比例系數(shù)為k）
（2）若（1）中的比例系數(shù)k的大小為0.5，已知：車廂的高度為3m，車廂的長度為25m，車廂質(zhì)量為50t，鐵軌間距為1.5m，1m3沙塵暴中含沙塵2.7kg，請根據(jù)（1）中的關(guān)系式計算當時的風速至少為多大？
| 風速（m/s） | 5 | 10 | 15 | 20 |
| 電壓表示數(shù)（V） | 0.6 | 2.4 | 5.4 | 9.6 |
| 含沙量（kg/m3） | 1.1 | 2.2 | 3.3 | 4.4 |
| 電壓表示數(shù)（V） | 2.3 | 3.5 | 4.6 | 5.8 |
（10分）2007年2月28日，從烏魯木齊駛往阿克蘇的5806次列車遭遇特大沙塵暴，列車從第1節(jié)車廂到第11節(jié)車廂相繼被吹翻。看了這個報道后，某研究小組為探索沙塵暴的威力，進行了模擬研究。如圖為測定沙塵暴風力的實驗裝置圖，其中AB是一段水平放置的長為L的光滑均勻電阻絲，電阻絲阻值較大，一質(zhì)量和電阻都不計的細長金屬絲一端固定于O點，另一端懸掛球P，無風時細金屬絲豎直，恰與電阻絲在B點接觸，有風時細金屬絲將偏離豎直方向，細金屬絲與電阻絲始終保持良好的導電接觸。研究小組的同學對此裝置分析中，知道金屬球單位面積上所受到的水平風力大小與電壓表的讀數(shù)成正比，空氣密度為1.3kg/m3，沙的密度為2.5×103kg/m3。他們對決定金屬球單位面積上所受到的風力大小的因素，進行了如下的實驗研究：
①在含沙量相同條件下，改變風速，記錄不同風速下電壓表的示數(shù)如下：
| 風速（m/s） | 5 | 10 | 15 | 20 |
| 電壓表示數(shù)（V） | 0.6 | 2.4 | 5.4 | 9.6 |
| 含沙量（kg/m3） | 1.1 | 2.2 | 3.3 | 4.4 |
| 電壓表示數(shù)（V） | 2.3 | 3.5 | 4.6 | 5.8 |
（10分）2007年2月28日，從烏魯木齊駛往阿克蘇的5806次列車遭遇特大沙塵暴，列車從第1節(jié)車廂到第11節(jié)車廂相繼被吹翻�？戳诉@個報道后，某研究小組為探索沙塵暴的威力，進行了模擬研究。如圖為測定沙塵暴風力的實驗裝置圖，其中AB是一段水平放置的長為L的光滑均勻電阻絲，電阻絲阻值較大，一質(zhì)量和電阻都不計的細長金屬絲一端固定于O點，另一端懸掛球P，無風時細金屬絲豎直，恰與電阻絲在B點接觸，有風時細金屬絲將偏離豎直方向，細金屬絲與電阻絲始終保持良好的導電接觸。研究小組的同學對此裝置分析中，知道金屬球單位面積上所受到的水平風力大小與電壓表的讀數(shù)成正比，空氣密度為1.3kg/m3，沙的密度為2.5×103kg/m3。他們對決定金屬球單位面積上所受到的風力大小的因素，進行了如下的實驗研究：
①在含沙量相同條件下，改變風速，記錄不同風速下電壓表的示數(shù)如下：
|
風速（m/s） |
5 |
10 |
15 |
20 |
|
電壓表示數(shù)（V） |
0.6 |
2.4 |
5.4 |
9.6 |
②在風速大小相同條件下，改變風中空氣的含沙量，記錄不同含沙量下電壓表的示數(shù)如下：
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含沙量（kg/m3） |
1.1 |
2.2 |
3.3 |
4.4 |
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電壓表示數(shù)（V） |
2.3 |
3.5 |
4.6 |
5.8 |
（1）根據(jù)上述實驗結(jié)果，試推導出單位面積上所受到的風力大小的關(guān)系式？（設(shè)比例系數(shù)為k）
（2）若（1）中的比例系數(shù)k的大小為0.5，已知：車廂的高度為3m，車廂的長度為25m，車廂質(zhì)量為50t，鐵軌間距為1.5m，1m3沙塵暴中含沙塵2.7kg，請根據(jù)（1）中的關(guān)系式計算當時的風速至少為多大？
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