题文

今天的人类，已经离不开电能了．风力发电是把风能转化为电能，供各种产业日常生活使用．如右图是某风力发电场的外景，当风速为10m/s时，一台风机1min内可获得的动能是2.4×106J，若其中的20%转化为电能．求： （1）这台风机的发电功率． （2）这台风机工作1h所发电能相当于完全燃烧多少kg标准煤（煤的热值为3.0×107J/kg） （3）风是怎样形成的？

题型：计算题  难度：中档

答案

解：（1）获得的电能W电=η×W动=20%×2.4×106J=4.8×105J 这台风机的发电功率 P===8×103W （2）这台风机工作1h所发电能 W=Pt=8×103W×3600s=2.88×107J 所以需要燃烧煤的质量 m===0.96kg （3）风是空气流动形成的．

据专家权威分析，试题“今天的人类，已经离不开电能了．风力发电是把风能转化为电能，供各..”主要考查你对  功率的计算，功率的计算公式的应用，热值，物理常识  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

功率的计算功率的计算公式的应用热值物理常识

考点名称：功率的计算

• 功率的计算公式：
  （1）P=W/t，其中P代表功率，单位为W，W代表功，单位为J；t代表时间，单位为s。
  （2）因为P=W/t，W=Fs，v=s/t，所以P=W/t=Fs/t=Fv，P=Fv是功率的又一表达式。

• 公式法计算功率：
       运用时一定要注意三个量的对应关系。“W”一定是对应“t”完成的，不能张冠李戴。单位要统一，P、W、t的单位分别为瓦、焦、秒。
  例1 如图所示，铁明同学向上跳台阶进行晨练，铁明重500N，在10s内匀速连跳12个台阶，每个台阶的高度为0．2m。在这个过程中，已知铁明克服摩擦做功为2800J，求出此过程中：
  
  (1)铁明竖直向上跳的平均速率多大?
  (2)铁明克服重力做功是多少?
  (3)铁明做功的总功率多大?
  解析：竖直向上跳的平均速度可以通过向上跳的总高度与所用时间利用速度公式求出，克服重力做功等于重力与高度的乘积，即，总功率可以通过所做的总功和时间利用功率公式求得。
  （1）0.24m/s
  （2）
  （3）
  
  例2在打捞海底沉船时，常用水下机器人潜入水下打捞船上物品，已知ρ_海水=1．03×10³kg／m³。
  (1)机器人在水下70m处受到海水产生的压强是多大?
  (2)某时刻机器人在水下用竖直向上的力举着体积为0.02m³，密度为2.7×10³kg/m³的物体静止不动，求该力的大小。
  (3)若机器人在水下运动时，所受海水阻力与速度的关系如图所示，求机器人在水下以0．5m／s的水平速度匀速运动时，机器人水平推进力的功率。
  
  解析：（1）由液体压强公式得，，
  （2）物体在水下受平衡力的作用，则
  则
  （3）由题图可知，海水阻力与机器人的运动速度成正比，当机器人运动速度为0．5m/s时，f=175N 机器人匀速前进时，机器人水平推进力F=f
  P=Fv=175N×0．5m/s=87．5W
  答案：（1）7.21×10⁵Pa（2）334N（3）87.5W

考点名称：功率的计算公式的应用

• 应用：
  根据P=W/t，计算W，即W=Pt；根据P=Fv，计算F、v即F=P/v，v=P/F。

• 功率与力和速度的关系：