【題目】風(fēng)力發(fā)電是利用風(fēng)能的一種方式，風(fēng)力發(fā)電機可以將風(fēng)能（氣流的動能）轉(zhuǎn)化為電能，其主要部件如圖所示．已知某風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)輪機旋轉(zhuǎn)葉片正面迎風(fēng)時的有效受風(fēng)面積為S ， 運動的空氣與受風(fēng)面作用后速度變?yōu)榱�，風(fēng)力發(fā)電機將風(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)電機受風(fēng)面垂直時，風(fēng)力發(fā)電機輸出的電功率為P ． 求

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

【答案】
（1）

單位時間內(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能為 Ek= ρSv3

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

P=kEk= kρSv3

當(dāng)風(fēng)速為 v時輸出的電功率


（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)電機更多地接受風(fēng)能；風(fēng)大時可以讓風(fēng)力發(fā)電機將多余的電能給蓄電池充電，把電能儲存起來，發(fā)電機輸出功率變小時用蓄電池輔助供電等。


【解析】單位時間內(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能為 Ek= ρSv3
設(shè)風(fēng)力發(fā)電機將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為k ， 則風(fēng)力發(fā)電機輸出的電功率為
P=kEk= kρSv3
當(dāng)風(fēng)速為 v時輸出的電功率
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)電機更多地接受風(fēng)能；風(fēng)大時可以讓風(fēng)力發(fā)電機將多余的電能給蓄電池充電，把電能儲存起來，發(fā)電機輸出功率變小時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時這臺風(fēng)力發(fā)電機輸出的電功率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)電機更多地接受風(fēng)能；風(fēng)大時可以讓風(fēng)力發(fā)電機將多余的電能給蓄電池充電，把電能儲存起來，發(fā)電機輸出功率變小時用蓄電池輔助供電等．
【考點精析】本題主要考查了動能定理的綜合應(yīng)用的相關(guān)知識點，需要掌握應(yīng)用動能定理只考慮初、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間的動力學(xué)問題，都可以用動能定理分析和解答，而且一般都比用牛頓運動定律和機械能守恒定律簡捷才能正確解答此題．

練習(xí)冊系列答案
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)長玻璃管豎直放置。玻璃管的下部封有長ll=25.0cm的空氣柱，中間有一段長為l2=25.0cm的水銀柱，上部空氣柱的長度l3=40.0cm。已知大氣壓強為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”，具體實驗步驟如下：

A.按照圖示安裝好實驗裝置，掛上砂桶(含少量砂子)；

B.調(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車后，使小車沿長木板向下運動，且通過兩個光電門的時間相等；

C.取下細(xì)繩和砂桶，測量砂子和桶的總質(zhì)量m，并記下；

D.保持長木板的傾角不變，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顯示的時間；

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顯示的時間分別為t1、t2，則小車的加速度a＝_______________。

(3)有關(guān)本實驗的說法正確的是________。

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.平衡摩擦力時要取下細(xì)繩和砂桶

D.平衡摩擦力時不能取下細(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)生相對滑動。重力加速度為g，不計細(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摩擦力。

(1)木板與斜面間的動摩擦因數(shù)μ2；

(2)物塊和木板發(fā)生相對滑動時，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，則下列判斷中錯誤的是( )

A. 斜面對物體的靜摩擦力可能增大

B. 斜面對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，電動勢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．為測定該電池的電動勢和內(nèi)阻，某同學(xué)利用如圖（a）所示的電路進(jìn)行實驗．圖中R為電阻箱，阻值范圍為0～9999Ω；R0為保護電阻．

（1）可備選用的定值電阻R0有以下幾種規(guī)格，本實驗應(yīng)選用
A.20Ω，2.5W
B.50Ω，1.0W
C.150Ω，1.0W
D.1500Ω，5.0W
（2）按照圖（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，電源的電動勢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驗裝置，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?完成該實驗的下列核反應(yīng)方程?

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