物理实验探究:
(1)探究一:晓丽在研究动能Ek与m、v关系的实验中,是用小球去撞击木块,并通过木块________来反映动能的大小,这种方法叫做________法(选填“控制变量法”“类比法”“转换法”).她查阅资料得知:Ek与m、v的关系是Ek=mv2.
(2)探究二:如图所示,将两个相同的小车分别放在两个相同的管道中,然后让速度相等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,实验记录如下:
流体 | 风 | 水流 |
小车被推动距离/cm | 0.3 | 79 |
在单位时间内、单位面积上从某种能源中所能得到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地说,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.
解:(1)小球动能的大小,是通过木块被撞的距离的远近来反映动能的大小的.
动能的大小不容易观察,可转化成木块被撞的距离的远近就容易观察多了,这种方法叫转换法.
(2))①由表中数据可知,在相同的时间内,相同的面积上,水流把小车推动的距离远,可以判断小车从水流上获得的能量多.所以,小车从两种不同的能源上获得的能量是不同的.由此可见水能的能流密度比风能的能流密度大.
②在单位时间内、单位面积上从某种能源中所能得到的能量叫做能流密度.
水的流速为v,那么,在单位时间内、单位面积上流过的水的质量是:m=ρV,代入Ek=mv2得,
水能的能流密度A的表达式:A=ρV3.
故答案为:(1)被撞的距离的远近、转换;(2)①不同、大、②A=ρV3.
(1)小球撞击木块时,具有动能,动能越大,木块被撞的距离越远,所以根据木块被撞的距离的远近,可以判断小球具有的动能大小.这种方法叫转换法.
(2)①由表中数据可知,在相同的时间内,相同的面积上,水流把小车推动的距离远,可见小车从水流上获得的能量多.
由能流密度的定义可知,水能的能流密度比风能的能流密度大.
②根据Ek与m、v的关系是Ek=mv2.可推出水能的能流密度A的表达式.
点评:本题是一道探究题,第一问是课本上有的,比较简单,但也展示了实验的技巧,通过转换法判断小球动能的大小.
第二问,考查了学生的综合分析能力,接受新知识的能力,具有一定的创新意识,是一道好题.