【題目】風(fēng)力發(fā)電是利用風(fēng)能的一種方式，風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以將風(fēng)能（氣流的動(dòng)能）轉(zhuǎn)化為電能，其主要部件如圖所示．已知某風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪機(jī)旋轉(zhuǎn)葉片正面迎風(fēng)時(shí)的有效受風(fēng)面積為S ， 運(yùn)動(dòng)的空氣與受風(fēng)面作用后速度變?yōu)榱�，風(fēng)力發(fā)電機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率和空氣密度均保持不變．當(dāng)風(fēng)速為v且風(fēng)向與風(fēng)力發(fā)電機(jī)受風(fēng)面垂直時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的電功率為P ． 求

（1）在同樣的風(fēng)向條件下，風(fēng)速為 v時(shí)這臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的電功率．
（2）利用風(fēng)能發(fā)電時(shí)由于風(fēng)速、風(fēng)向不穩(wěn)定，會(huì)造成風(fēng)力發(fā)電輸出的電壓和功率不穩(wěn)定．請(qǐng)你提出一條合理性建議，解決這一問題．

【答案】
（1）

單位時(shí)間內(nèi)垂直吹向旋轉(zhuǎn)葉片有效受風(fēng)面積的空氣的質(zhì)量為m=ρSv

這些空氣所具有的動(dòng)能為 Ek= ρSv3

設(shè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為k，則風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的電功率為

P=kEk= kρSv3

當(dāng)風(fēng)速為 v時(shí)輸出的電功率


（2）

若風(fēng)向改變，可以調(diào)整風(fēng)車的葉面朝向，使葉面與風(fēng)速垂直，風(fēng)力發(fā)電機(jī)更多地接受風(fēng)能；風(fēng)大時(shí)可以讓風(fēng)力發(fā)電機(jī)將多余的電能給蓄電池充電，把電能儲(chǔ)存起來，發(fā)電機(jī)輸出功率變小時(shí)用蓄電池輔助供電等。


【解析】單位時(shí)間內(nèi)垂直吹向旋轉(zhuǎn)葉片有效受風(fēng)面積的空氣的質(zhì)量為m=ρSv
這些空氣所具有的動(dòng)能為 Ek= ρSv3
設(shè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為k ， 則風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的電功率為
P=kEk= kρSv3
當(dāng)風(fēng)速為 v時(shí)輸出的電功率
若風(fēng)向改變，可以調(diào)整風(fēng)車的葉面朝向，使葉面與風(fēng)速垂直，風(fēng)力發(fā)電機(jī)更多地接受風(fēng)能；風(fēng)大時(shí)可以讓風(fēng)力發(fā)電機(jī)將多余的電能給蓄電池充電，把電能儲(chǔ)存起來，發(fā)電機(jī)輸出功率變小時(shí)用蓄電池輔助供電等．
答：（1）在同樣的風(fēng)向條件下，風(fēng)速為 v時(shí)這臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的電功率p/8．（2）若風(fēng)向改變，可以調(diào)整風(fēng)車的葉面朝向，使葉面與風(fēng)速垂直，風(fēng)力發(fā)電機(jī)更多地接受風(fēng)能；風(fēng)大時(shí)可以讓風(fēng)力發(fā)電機(jī)將多余的電能給蓄電池充電，把電能儲(chǔ)存起來，發(fā)電機(jī)輸出功率變小時(shí)用蓄電池輔助供電等．
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，需要掌握應(yīng)用動(dòng)能定理只考慮初、末狀態(tài)，沒有守恒條件的限制，也不受力的性質(zhì)和物理過程的變化的影響.所以，凡涉及力和位移，而不涉及力的作用時(shí)間的動(dòng)力學(xué)問題，都可以用動(dòng)能定理分析和解答，而且一般都比用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和機(jī)械能守恒定律簡(jiǎn)捷才能正確解答此題．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，一上端開口、下端封閉的細(xì)長(zhǎng)玻璃管豎直放置。玻璃管的下部封有長(zhǎng)ll=25.0cm的空氣柱，中間有一段長(zhǎng)為l2=25.0cm的水銀柱，上部空氣柱的長(zhǎng)度l3=40.0cm。已知大氣壓強(qiáng)為P0=75.0cmHg�，F(xiàn)將一活塞（圖中未畫出）從玻璃管開口處緩緩?fù)峦�，使管下部空氣柱長(zhǎng)度變?yōu)?/span>l'1=20.0cm。假設(shè)活塞下推過程中沒有漏氣，求活塞下推的距離。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，直角玻璃三棱鏡置于空氣中，已知∠A=60°，∠C=90°，一束極細(xì)的光于AC的中點(diǎn)D垂直AC面入射，AD=a，棱鏡的折射率n= ，求：

①光從棱鏡第一次射入空氣時(shí)的折射角；
②光從進(jìn)入到它第一次射入空氣所經(jīng)歷的時(shí)間（設(shè)光在真空中傳播速度為c）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】河北辛集中學(xué)某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置探究“小車的加速度與所受合外力的關(guān)系”，具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：

A.按照?qǐng)D示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，掛上砂桶(含少量砂子)；

B.調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角，輕推小車后，使小車沿長(zhǎng)木板向下運(yùn)動(dòng)，且通過兩個(gè)光電門的時(shí)間相等；

C.取下細(xì)繩和砂桶，測(cè)量砂子和桶的總質(zhì)量m，并記下；

D.保持長(zhǎng)木板的傾角不變，不掛砂桶，將小車置于靠近滑輪的位置，由靜止釋放小車，記錄小車先后通過光電門甲和乙時(shí)顯示的時(shí)間；

E.重新掛上細(xì)繩和砂桶，改變砂桶中砂子的質(zhì)量，重復(fù)B、C、D步驟。

(1)若砂桶和砂子的總質(zhì)量為m，小車的質(zhì)量為M，重力加速度為g，則步驟D中小車加速下滑時(shí)所受合力大小為__________。(忽略空氣阻力)

(2)若遮光片的寬度為d，光電門甲、乙之間的距離為l，通過光電門甲和乙時(shí)顯示的時(shí)間分別為t1、t2，則小車的加速度a＝_______________。

(3)有關(guān)本實(shí)驗(yàn)的說法正確的是________。

A.砂桶和砂子的總質(zhì)量必須遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量

B.小車的質(zhì)量必須遠(yuǎn)小于砂桶和砂子的總質(zhì)量

C.平衡摩擦力時(shí)要取下細(xì)繩和砂桶

D.平衡摩擦力時(shí)不能取下細(xì)繩和砂桶

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】固定斜面上放一木板PQ，木板的Q端放置一可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊，現(xiàn)用輕細(xì)線的一端連接木板的Q端，保持與斜面平行，繞過定滑輪后，另一端可懸掛鉤碼，鉤碼距離地面足夠高。已知斜面傾角θ＝30°，木板長(zhǎng)為L，Q端距斜面頂端距離也為L，物塊和木板的質(zhì)量均為m，兩者之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1＝。若所掛鉤碼質(zhì)量為2m，物塊和木板能一起勻速上滑；若所掛鉤碼質(zhì)量為其他不同值，物塊和木板有可能發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。重力加速度為g，不計(jì)細(xì)線與滑輪之間的摩擦，設(shè)接觸面間最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。

(1)木板與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2；

(2)物塊和木板發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，所掛鉤碼質(zhì)量m′應(yīng)滿足什么條件？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，物體在水平推力F的作用下靜止在斜面上，若稍微增大水平力F而物體仍保持靜止，則下列判斷中錯(cuò)誤的是( )

A. 斜面對(duì)物體的靜摩擦力可能增大

B. 斜面對(duì)物體的支持力一定增大

C. 物體在水平方向所受合力一定增大

D. 物體在豎直方向所受合力一定增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】現(xiàn)有一電池，電動(dòng)勢(shì)E約為9V，內(nèi)阻r在35～55Ω范圍內(nèi)，允許通過的最大電流為50mA．為測(cè)定該電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，某同學(xué)利用如圖（a）所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．圖中R為電阻箱，阻值范圍為0～9999Ω；R0為保護(hù)電阻．

（1）可備選用的定值電阻R0有以下幾種規(guī)格，本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用
A.20Ω，2.5W
B.50Ω，1.0W
C.150Ω，1.0W
D.1500Ω，5.0W
（2）按照?qǐng)D（a）所示的電路圖，接好電路，閉合電鍵后，調(diào)整電阻箱的阻值，記錄阻值R和相應(yīng)的電壓表示數(shù)U，取得多組數(shù)據(jù)，然后作出 ﹣ 圖象，如圖（b）所示，由圖中所給的數(shù)據(jù)可知，電源的電動(dòng)勢(shì)E=V，r=Ω．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，一人站在斜坡上，推著一個(gè)重力大小為G的大雪球，若雪球剛好處在一處傾角為θ的光滑斜面上，且始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，此人的推力通過雪球的球心，則（ ）

A.此人的推力最小值為Gtanθ
B.此人的推力最小值為Gsinθ
C.此人的推力最大值為
D.此人的推力最大值為Gcosθ

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】1919年盧瑟福通過如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，第一次完成了原子核的人工轉(zhuǎn)變，并由此發(fā)現(xiàn)什么？圖中銀箔的作用是?完成該實(shí)驗(yàn)的下列核反應(yīng)方程?

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