Question

1．小明同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示測(cè)定風(fēng)力的裝置．一根用合金制的均勻、光滑的金屬桿，其左端固定在絕緣體上．迎風(fēng)板與彈簧的N端相連，且穿在金屬桿上，彈簧是絕緣材料制成的，迎風(fēng)板工作時(shí)始終正對(duì)著風(fēng)吹來(lái)的方向．電路中左端導(dǎo)線(xiàn)與金屬桿最左端的M點(diǎn)相連，右端導(dǎo)線(xiàn)接在N點(diǎn)并可隨迎風(fēng)板在金屬桿上滑動(dòng)，且與金屬桿接觸良好（相當(dāng)于一個(gè)滑動(dòng)變阻器）
（1）當(dāng)風(fēng)速變大時(shí)，彈簧縮短，此時(shí)風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能．
（2）當(dāng)風(fēng)速變大時(shí)，電壓表的示數(shù)如何變化？變�。�
（3）已知風(fēng)速一定時(shí)，迎風(fēng)板受到風(fēng)的壓力與迎風(fēng)板的面積成正比，則在風(fēng)速不變的情況下，增大迎風(fēng)板的面積，迎風(fēng)板所受的壓強(qiáng)將不變．

Answer 1

分析 （1）動(dòng)能的大小與物體的質(zhì)量以及速度有關(guān)，質(zhì)量越大、速度越大，動(dòng)能越大；彈性勢(shì)能的大小與物體彈性形變程度有關(guān)，彈性形變?cè)酱螅瑥椥詣?shì)能越大；
（2）由電路圖可知，電阻R與金屬桿電阻串聯(lián)，電壓表測(cè)金屬桿電阻兩端的電壓，根據(jù)風(fēng)速的變化可知金屬桿接入電路中電阻的變化，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化和R兩端的電壓變化，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知金屬桿電阻兩端的電壓變化；
（3）明確迎風(fēng)板在這個(gè)電路中所起的作用，結(jié)合題干中所給出的迎風(fēng)板受到的風(fēng)的壓力與迎風(fēng)板面積的關(guān)系，再進(jìn)一步判斷當(dāng)其它變量變化時(shí)，壓強(qiáng)大小的變化．

解答 解：（1）當(dāng)風(fēng)速變大時(shí)，彈簧縮短，彈簧的彈性形變變大，風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能；
（2）由電路圖可知，電阻R與金屬桿電阻串聯(lián)，電壓表測(cè)金屬桿電阻兩端的電壓，
當(dāng)風(fēng)速變大時(shí)，金屬桿電阻接入電路中的電阻變小，電路中的總電阻變小，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流變大，
由U=IR可知，R兩端的電壓變大，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電壓之和，
所以，金屬桿電阻兩端的電壓變小，即電壓表的示數(shù)變��；
（3）風(fēng)速一定時(shí)，迎風(fēng)板受到風(fēng)的壓力與迎風(fēng)板的面積成正比，
即迎風(fēng)板的面積越大，其所受壓力也越大，
由p=$\frac{F}{S}$可知，在風(fēng)速不變的情況下，增大迎風(fēng)板的面積，壓力也隨之增大，即二者同時(shí)成倍增大，
故壓強(qiáng)的大小不變．
故答案為：（1）彈性勢(shì)；（2）變小；（3）不變．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)化和電路的動(dòng)態(tài)分析以及壓強(qiáng)公式的應(yīng)用，從題干中獲取有用的信息是關(guān)鍵．