题目内容
【题目】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，如图所示，质量为m的小球从A点静止释放，在没有空气阻力的情况下，沿轨道运动(其中BC段水平)。已知重力势能为E势=mgh(h为小球离轨道BC的高度，当小球运动到B点时，h=0)，动能为E动=
(v为小球运动的速度)
①用小球去撞击木块，并通过木块_____来反映动能的大小。小球在A点的机械能E= ______；(用题目所给物理量表示)
②小球从A点静止释放到达B点时速度vB，则vB=_______，根据题目所给信息，推测vB与小球的质量m________；(选填“有关”或“无关”)
(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 |
(3)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_____；(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。一般地说，水能的能流密度比风能的能流密度_____；
(4)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__________。
【答案】被撞的距离的远近 mgh vB=
无关 不同 大 A＝
ρv3
【解析】
(1)[1][2][3][4]实验过程中，用小球去撞击木块，并通过木块被撞的距离的远近来反映动能的大小；小球在A点时，因为静止所以动能为零，机械能即为小球的重力势能，公式即为重力势能公式
小球从A点静止释放到达B点时的速度vB，由于不计空气阻力和摩擦，小球的机械能是守恒的，且小球在A点的机械能
到达B点时，高度为0，重力势能为0，此时小球的机械能等于动能大小，即
整理得
根据上述公式可知，vB的大小与小球的质量没有关系。
(3)[5][6]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。
(4)[7]根据题意可得，水流流过的距离为
水流的体积为
所以
代入
得
因为在单位时间内，单位面积上从某种能源中所得到的能量叫能流密度，则水能的能流密度A的表达式为
