Question

（2010?昆山市一模）物理實驗探究：
（1）探究一：曉麗在研究動能E_k與m、v關系的實驗中，是用小球去撞擊木塊，并通過木塊

被撞的距離的遠近

來反映動能的大小，這種方法叫做

轉換

法（選填“控制變量法”“類比法”“轉換法”）．她查閱資料得知：E_k與m、v的關系是E_k=

1

2

mv²．
（2）探究二：如圖所示，將兩個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2s，小車分別被推動一段距離，實驗記錄如下：

流體	風	水流
小車被推動距離/cm	0.3	79

①在相同的時間內，相同的面積上，小車從兩種不同的能源上獲得的能量

不同

．（選填“相同”或“不同”）
在單位時間內、單位面積上從某種能源中所能得到的能量叫做能流密度．這是評價能源優劣的重要指標之一．一般地說，水能的能流密度比風能的能流密度

大

．
②若水的流速為v，密度是ρ，請你推導出水能的能流密度A的表達式．

Answer 1

分析：（1）小球撞擊木塊時，具有動能，動能越大，木塊被撞的距離越遠，所以根據木塊被撞的距離的遠近，可以判斷小球具有的動能大小．這種方法叫轉換法．
（2）①由表中數據可知，在相同的時間內，相同的面積上，水流把小車推動的距離遠，可見小車從水流上獲得的能量多．
由能流密度的定義可知，水能的能流密度比風能的能流密度大．
②根據E_k與m、v的關系是E_k=

1

2

mv²．可推出水能的能流密度A的表達式．

解答：解：（1）小球動能的大小，是通過木塊被撞的距離的遠近來反映動能的大小的．
動能的大小不容易觀察，可轉化成木塊被撞的距離的遠近就容易觀察多了，這種方法叫轉換法．
（2）①由表中數據可知，在相同的時間內，相同的面積上，水流把小車推動的距離遠，可以判斷小車從水流上獲得的能量多．所以，小車從兩種不同的能源上獲得的能量是不同的．由此可見水能的能流密度比風能的能流密度大．
②在單位時間內、單位面積上從某種能源中所能得到的能量叫做能流密度．
水的流速為v，那么，在單位時間內、單位面積上流過的水的質量是：m=ρV，代入E_k=

1

2

mv²得，
水能的能流密度A的表達式：A=

1

2

ρVv²．
故答案為：（1）被撞的距離的遠近、轉換；（2）①不同、大、②A=

1

2

ρVv²．

點評：本題是一道探究題，第一問是課本上有的，比較簡單，但也展示了實驗的技巧，通過轉換法判斷小球動能的大�。�
第二問，考查了學生的綜合分析能力，接受新知識的能力，具有一定的創新意識，是一道好題．