Question

【題目】泥石流是由于暴雨、暴雪或其他自然災(zāi)害引發(fā)的山體滑坡并攜帶有大量泥沙以及石塊的特殊洪流，具有極強(qiáng)的破壞力。為了比較水流和泥石流的破壞力，小宇進(jìn)行了如下探究：如圖所示，將兩輛相同的小車分別放在兩個(gè)相同的管道中，然后讓速度相等的水流和泥沙流分別通過(guò)這兩個(gè)管道2秒鐘，小車分別被推動(dòng)一段距離，實(shí)驗(yàn)記錄如下表所示。

流 體	水 流	泥沙流
小車被推動(dòng)距離/cm	68	102

（1）實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)________來(lái)比較水流和泥沙流的破壞力。由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，在相同的時(shí)間內(nèi)，相同的橫截面積上，小車從________（選填“水流”或“泥沙流”）上獲得的能量較多。

（2）在單位時(shí)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(píng)價(jià)能源優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一。若水的流速為v，密度是ρ，質(zhì)量為m的水在流動(dòng)時(shí)具有的能量（動(dòng)能）為mv2，請(qǐng)你推導(dǎo)出水能的能流密度A的表達(dá)式：A=________。據(jù)此可推知，在流速相等的情況下，風(fēng)能的能流密度比水能的能流密度________（選填“大”或“小”）。

Answer 1

【答案】小車運(yùn)動(dòng)的距離 泥沙流 小

【解析】

(1)[1][2]比較水流和泥沙流的破壞力是通過(guò)小車移動(dòng)的距離來(lái)顯示的，小車運(yùn)動(dòng)的距離越遠(yuǎn)，說(shuō)明獲得的能量越多；由表格可知，泥沙流推動(dòng)小車的距離遠(yuǎn)，所以從泥沙流獲得的能量較多；
(2)[3][4]根據(jù)題意所提供的信息，水的流速為v，密度是ρ，設(shè)S為橫截面積、L為水流流過(guò)的距離，則

L=vt，

水流的體積

V=Svt，

所以

m=ρV=ρSvt，

代入

得：

，

因?yàn)樵趩挝粫r(shí)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
則水能的能流密度A的表達(dá)式：

；

風(fēng)的密度要小于水的密度，則在流速相等的情況下，風(fēng)能的能流密度比水能的能流密度小。