(2013•市北区二模)演绎式探究:

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叶子在研究影响动能大小的因素时,知道动能大小与物体的质量和速度有关.他想继续研究三者之间的关系,于是查阅资料得知:Ek与m、v的关系式Ek=[1/2]mv2
接着她又进行了如下实验:如图所示,将两个相同的小车分别放在两个相同的管道中,然后让速度相同的风和水流分别通过这两个管道2s,小车分别被推动一段距离,实验记录的数据如下表所示:
流体水流
小车被推动的距离/cm0.379
(1)在相同的时间内、相同的面积上,小车从两种不同的能源上获得能量较多的是______.在单位时间内、单位面积上从某种能源中所获得的能量叫做能流密度.这是评价能源优劣的重要指标之一.一般来说,水能的能流密度比风能的能流密度______.
(2)若水的流速为v,密度是ρ,请你推导出水能的能流密度A的表达式
[1/2]ρv3
[1/2]ρv3
19687868 1年前 已收到1个回答 举报

竹签插指肯定招 幼苗

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解题思路:(1)分析表格中的数据可知,在其他条件相同时,水流推动小车的距离大于风推动小车的距离,从而可知小车获得能量的大小关系和能流密度的大小关系.
(2)先根据流速和体积公式得出t时间内通过水的体积,根据密度公式求出通过水的质量,再表示出获得动能的表达式,最后根据能流密度的定义得出表达式.

(1)在其他条件相同时,水流推动小车的距离大于风推动小车的距离,所以相同的时间内、相同的面积上,小车获得能量较多的是水流;
小车从水流中获得的能量比风中较多,则水能的能流密度比风能的能流密度大.
(2)t时间内通过面积S水的质量m=S(vt)ρ,
获得的动能为Ek=[1/2]mv2=[1/2]Stρv3
水能的能流密度A=
EK
tS=

1
2Stρv3
tS=[1/2]ρv3
故答案为:(1)水流;大;(2)[1/2]ρv3

点评:
本题考点: 控制变量法与探究性实验方案.

考点点评: 本题是一道信息给予题,能从题中得出相关动能和能流密度的关系是解决本题的关键.

1年前

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