题目内容
为了保护环境,治理水土流失,学校的环保小组设计并进行了河水含沙量的研究。
第一阶段是理论分析:分别以ρ水、ρ沙、ρ泥水表示水、泥沙、泥沙水的密度,以x表示每立方米泥沙水中所含泥沙的质量(称做含沙量),导出了ρ泥水与ρ水、ρ沙、x的关系式;然后作出了泥沙水的密度ρ泥水随含沙量x变化的图象。
第二阶段是实验验证:在一个量筒里放入一定量干燥的黄土,再倒入一定量的清水,计算出含沙量x,并测出泥沙水的密度ρ泥水;接着再多次加入清水配制成不同密度的泥沙水,进行同样的计算和测量,由此得出ρ泥水与x的多组数据;然后根据这些数据作出了表示泥沙水的密度与含沙量关系的ρ泥水-x图象。他们惊喜地发现,实验结果与理论分析是一致的。
第三阶段是实际测量:在一次山洪冲刷地面时,他们采集了40 L的水样,称出其总质量为40.56kg。此前已经测出干燥的泥沙的密度ρ沙:2.4×103kg/m3,于是求出了洪水中的平均含沙量。
(1)请你参与环保小组第一阶段的工作,导出ρ泥水与ρ水、ρ沙、x的关系式。然后根据关系式作出泥沙水的密度ρ泥水随含沙量x变化图象的草图。
(2)请你参与环保小组第三阶段的计算工作,求出洪水中的平均含沙量.
(1)设含沙量为x,则体积为V的泥沙水中,沙的质量为xV,沙的体积为
水的体积为:, 水的质量为:
水与沙的总质量为:………………………………-2分
泥沙水的密度:==
令, 则……………………1分
泥沙水的密度随含沙量x变化图象如答题图3 …………2分
(2)依据: 则x= …………1分
已知ρ沙=2.4×103 kg/m3
kg/m3
所以 k=…………………………………………………………………1分
则x= kg/m3…………………………1分