Question

某研究性学习小组，为探索航天器球形返回舱穿过大气层时所受空气阻力(风力)的影响因素，进行了模拟实验研究。右图为测定风力的实验装置图，其中CD是一段水平放置的长为L的光滑均匀电阻丝，电阻丝阻值较大；一质量和电阻都不计的细长裸金属丝一端固定于O点，另一端悬挂球P，无风时细金属丝竖直，恰与电阻丝在C点接触，OC＝H；有风时金属丝将偏离竖直方向，与电阻丝相交于某一点(如图中虚线所示，细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触)

（1）已知电源电动势为E，内阻不计，理想电压表两接线柱分别与O点和C点相连，球P的质量为m，重力加速度为g，由此可推得风力大小F与电压表示数u的关系式为F＝          
（2）研究小组的同学猜想：风力大小F可能与风速大小v和球半径r这两个因素有关，于是他们进行了如下实验：
实验一：使用同一球，改变风速，记录了在不同风速下电压表的示数。
表一：球半径r=0.50cm

风速（m/s）	10	15	20	30
电压表示数（V）	2.40	3.60	4.81	7.19

由表一数据可知：在球半径一定的情况下，风力大小与风速大小的关系是          ．
实验二：保持风速一定，换用同种材料、不同半径的实心球，记录了在球半径不同情况下电压表的示数
表二：风速v=10m/s

球半径（cm）	0.25	0.50	0.75	1.00
电压表示数（V）	9.60	2.40	1.07	0.60

 根据表二数据可知：在风速一定情况下，风力大小与球半径的关系为            。  (球体积V=)
（3）根据上述实验结果可知风力大小F与风速大小v、球半径r关系式为            。

Answer 1

(1) (4分) (2)F与v成正比 (3分) F与r成正比 (3分) (3)F=kvr (2分)