Question

風(fēng)洞是對飛機(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)行檢測的，如圖所示是小英所在興趣小組設(shè)計(jì)的一個(gè)類似于風(fēng)洞的實(shí)驗(yàn)裝置，他們在桌面上放有許多大小不同的塑料球，這些塑料球的密度均為ρ，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(dòng)（摩擦不計(jì)）．已知風(fēng)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(rèn)為空間存在一個(gè)風(fēng)力場，在該風(fēng)力場中風(fēng)力對球做功與路徑無關(guān)．下列說法中正確的是（　�。�

A．可以定義風(fēng)力場強(qiáng)度E=k，方向與風(fēng)力方向相同

B．風(fēng)力場強(qiáng)度E與塑料球受到的風(fēng)力成正比

C．若以柵欄P為風(fēng)力勢能參考平面，距P為x處的風(fēng)力勢能是Ep=Kx

D．以柵欄P為風(fēng)力勢能參考平面，塑料小球的半徑用r表示，某時(shí)刻的速度用v表示，該時(shí)刻小球位于桌面上距P為x處，則風(fēng)力場中機(jī)械能守恒定律可寫為kπr2x+ 2 3 ρπr3v2=c（c為恒量）

Answer 1

A、風(fēng)力強(qiáng)度類似于電場強(qiáng)度，E=

F

S

=K，方向與風(fēng)力方向相同，大小與所受風(fēng)力無關(guān)．故A正確，B錯(cuò)誤．
    C、風(fēng)力所做的功等于風(fēng)力勢能的減小量，從x處運(yùn)動(dòng)到柵欄P處，風(fēng)力所做的功為W=Fx=KSx=Kπr²x．則風(fēng)力勢能的減小量等于Kπr²x，以柵欄P為風(fēng)力勢能參考平面，則距P為x處的風(fēng)力勢能是E_p=Kπr²x．故C錯(cuò)誤．
   D、在風(fēng)力場中只有動(dòng)能和風(fēng)力勢能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒的表達(dá)式為：E_P+E_K=c（常量），E_p=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．