题目内容

为了保护环境，治理水土流失，学校的环保小组测定了山洪冲刷地面时洪水中的含沙量（即1m³ 洪水中所含泥沙的质量），治理环境前，他们共采集了40dm³的水样，称得其总质量为40.56kg．已知干燥的同类泥沙的密度为ρ_沙=2.4×10³ kg/m³．试求洪水中的含沙量为多少？（含沙量以kg/m³作为单位）

解：因为洪水的含沙量是指单位体积的河水中含有泥沙的质量，所以它的定义式可写作x= $\text{[math]}$ ．
x表示洪水中的含沙量，m表示洪水中含有泥沙的质量，V表示洪水的体积．
则：m_沙=Vx，m_水=m-m_沙=m-Vx，
∴V_沙= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ ，
V_水= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ ，
又∵V_沙+V_水=V，
∴ $\text{[math]}$ + $\text{[math]}$ =V，
∴代入数据得： $\text{[math]}$ + $\text{[math]}$ =40×10^-3m³，
解得：x=24kg/m³．
答：洪水中的含沙量为24kg/m³．
分析：根据含沙量的定义我们可以得出它的定义式x= $\text{[math]}$ ，设x表示洪水中的含沙量，m表示洪水中含有泥沙的质量，V表示洪水的体积，可得关系式 $\text{[math]}$ + $\text{[math]}$ =V，代入已知数据求解．
点评：本题考查了密度的公式的应用，但注意正确理解含沙量的物理意义．与密度、压强、功率、速度等等，它们定义的方式相同．

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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40L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．

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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．
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（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．

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。

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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。

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（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．