Question

物理探究：將兩輛相同的小車分別放在兩個相同的管道中，然后讓速度相等的風和水流分別通過這兩個管道2秒鐘，小車分別被推動一段距離，實驗記錄如下表：

流體	風	水流
小車被推動距離/cm	0.2	68

（1）由實驗記錄可知，在相同的時間內(nèi)，相同的面積上，小車從兩種不同的能源上獲得的能量多少______（選填“相同”或“不同”）．
在單位時間內(nèi)，單位面積上從某種能源中所能得到的能量叫做能流密度，這是評價能源優(yōu)劣的重要指標之一，從實驗可知，水能的能流密度比風能的能流密度______（選填“大”或“小”）．
（2）若水的流速為v，密度是ρ，質(zhì)量為m的水在流動時具有的能量（動能）為mv²，請你推出水能的能流密度A的表達式：A=______．

Answer 1

解：（1）讓速度相等的風和水流分別通過這兩個管道2秒鐘，則小車被風推出的距離是0.2cm，被水流推出的距離是68cm，故在相同的時間內(nèi)，相同的面積上，小車從水流上獲得的能量多，從風上獲得的能量少．
（2）根據(jù)題意所提供的信息，水的流速為v，密度是ρ，質(zhì)量為m的水在流動時具有的能量（動能）為mv²，所以水能的能流密度等于A=，其中m=ρV、（其中V為水流的體積）、V=sL（s為橫截面積、L為水流流過的距離），將m的表達式和V的表達式代入水能的能流密度的表達式中，最后化簡可得：
，其中為水的流速為v，故水流密度的表達式為：A=ρv³．
故答案為：（1）不同，大；（2）ρv³
分析：（1）物體具有能量的多少不能夠直接觀察出來，可以通過它所表現(xiàn)出來的現(xiàn)象反映出來，這種研究問題的方法為轉(zhuǎn)換法．此題就是通過小車被推動距離的遠近反映出速度相等的風和水流具有能量的多少，進而分析出水能的能流密度比風能的能流密度大．
（2）從題目中獲取信息，水的流速為v，密度是ρ，質(zhì)量為m的水在流動時具有的能量（動能）為mv²，所以根據(jù)所擁有的動能除以面積和時間化簡即可得出．
點評：此題是一道綜合性較強的題目，考查了路程、體積計算以及流體密度的關(guān)系，較好的訓(xùn)練了學(xué)生的發(fā)散思維，培養(yǎng)了學(xué)生分析問題的能力．