试题

物理探究：将两辆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2秒钟，小车分别被推动一段距离，实验记录如下表：

流体	风	水流
小车被推动距离/cm	0.2	68

（1）由实验记录可知，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的能量多少（选填“相同”或“不同”）．
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，从实验可知，水能的能流密度比风能的能流密度（选填“大”或“小”）．
（2）若水的流速为v，密度是ρ，质量为m的水在流动时具有的能量（动能）为

1

2

mv²，请你推出水能的能流密度A的表达式：A=．

解：（1）让速度相等的风和水流分别通过这两个管道2秒钟，则小车被风推出的距离是0.2cm，被水流推出的距离是68cm，故在相同的时间内，相同的面积上，小车从水流上获得的能量多，从风上获得的能量少．
（2）根据题意所提供的信息，水的流速为v，密度是ρ，质量为m的水在流动时具有的能量（动能）为

1

2

mv²，所以水能的能流密度等于A=

1 2 mv2

st

，其中m=ρV、（其中V为水流的体积）、V=sL（s为横截面积、L为水流流过的距离），将m的表达式和V的表达式代入水能的能流密度的表达式中，最后化简可得：

1 2 ρLv2

t

，其中

L

t

为水的流速为v，故水流密度的表达式为：A=

1

2

ρv³．
故答案为：（1）不同，大；（2）

1

2

ρv³