我國西北地區(qū)擁有得天獨厚的風力資源，近年來興建了許多風力發(fā)電廠．風力發(fā)電機是將風能（氣流的動能）轉(zhuǎn)化為電能的裝置．如圖所示，某臺風力發(fā)電機的風輪機葉片長度為 r，風輪機葉片旋轉(zhuǎn)所掃過的面積為風力發(fā)電機可接受風能的面積．設(shè)空氣密度為ρ，氣流速度為v，則在時間t內(nèi)通過風輪機的最大空氣質(zhì)量為    ，時間t內(nèi)風輪機可以接受到的最大風能為    ．
【答案】分析：t時間內(nèi)，在長度為vt、垂直流向葉片旋轉(zhuǎn)面積截面積為πr2的范圍內(nèi)的空氣都能通過風輪機，由m=ρV求出空氣質(zhì)量．根據(jù)能量守恒定律求最大風能．
解答：解：在時間t內(nèi)通過風輪機的最大空氣質(zhì)量為m=ρvtπr2．
時間t內(nèi)風輪機可以接受到的最大風能為E==?ρvtπr2?v2=
故答案為：ρvtπr2.
點評：本題考查能量守恒定律的應用能力，關(guān)鍵要建立模型，理清思路，比較簡單．
練習冊系列答案
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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)我國西北地區(qū)擁有得天獨厚的風力資源，近年來興建了許多風力發(fā)電廠．風力發(fā)電機是將風能（氣流的動能）轉(zhuǎn)化為電能的裝置．如圖所示，某臺風力發(fā)電機的風輪機葉片長度為 r，風輪機葉片旋轉(zhuǎn)所掃過的面積為風力發(fā)電機可接受風能的面積．設(shè)空氣密度為ρ，氣流速度為v，則在時間t內(nèi)通過風輪機的最大空氣質(zhì)量為
 
，時間t內(nèi)風輪機可以接受到的最大風能為
 
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科目：高中物理 來源：2011屆貴州省高三五校第五次聯(lián)考（理綜）物理部分 題型：計算題

（16分）2011春季我國西北地區(qū)還有強降雪，路面狀況給行車帶來了困難。雪天行車由于不可測因素太多，開車時慢行可以給自己留出更多的時間去判斷，從而做出正確操作，又由于制動距離會隨著車速提高而加大，所以控制車速和與前車保持較大安全距離是冰雪路面行車的關(guān)鍵。一般來說多大的行駛速度，就要相應保持多長的安全行駛距離，如每小時30千米的速度，就要保持30米長的距離。據(jù)查，交通部門要求某一平直路段冰雪天氣的安全行車速度減為正常路面的三分之二，而安全行車距離則要求為正常狀態(tài)的三分之五，若制動狀態(tài)時車輪呈抱死狀態(tài)，未發(fā)生側(cè)滑和側(cè)移，路面處處的摩擦因數(shù)相同，試計算冰雪路面與正常路面的動摩擦因數(shù)之比。

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科目：高中物理 來源：2010-2011學年北京市西城區(qū)高三二模理科綜合物理部分 題型：計算題

2010年11月5日，在新疆召開的“引渤入疆”（指引渤海水進入新疆）研討會，引起了全國輿論的廣泛關(guān)注。其中一個方案是：從天津取水，由黃旗海一庫布齊沙漠一毛烏素沙漠一騰格里沙漠一烏蘭布和沙漠～巴丹吉林沙漠，走河西走廊，經(jīng)疏勒河自流進入羅布泊。此路徑中最高海拔約為1200m，從羅布泊到下游的艾丁湖，又有近1000m的落差。此方案是否可行，涉及到環(huán)境、能源、技術(shù)等多方面的因素。下面我們僅從能量角度來分析這個方案。

    取重力加速度g=10m／s2，水的密度。

（1）通過管道提升海水，電能的利用率=60％，將1噸海水提升到海拔1200m，需要耗多少電能?利用水的落差發(fā)電，發(fā)電效率也為=60％，在1000m的落差中1噸水可以發(fā)多少電能?

 （2）如果每年調(diào)4×109m3海水入疆，盡管利用落差發(fā)的電可以全部用來提升海水，但還需要額外提供電能。

（i）額外需要的電能可從三峽水電站輸送。已知三峽水電站水庫面積約1．0×109m2，年平均流量Q=5．0×1011m3，水庫水面與發(fā)電機所在位置的平均高度差h=100m，發(fā)電站的發(fā)電效率=60%。求在一年中“引渤入疆”工程額外需要的電能占三峽電站發(fā)電量的比例。

（ii）我國西北地區(qū)風能充足，額外需要的電能也可通過風力發(fā)電來解決。通過風輪機一個葉片旋轉(zhuǎn)一周掃過面積的最大風能為可利用風能。取空氣密度=1．25kg／m3。某風力發(fā)電機的發(fā)電效率=40%，其風輪機一個葉片旋轉(zhuǎn)一周掃過的面積S=400m2。某地區(qū)風速不低于=l0m／s的時間每年約為5500小時（合2．0×107s）。

求在該地區(qū)最多建多少臺這樣的風力發(fā)電機就能滿足“引渤入疆”工程額外需要的電能?

 

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科目：高中物理 來源：海淀區(qū) 題型：填空題

我國西北地區(qū)擁有得天獨厚的風力資源，近年來興建了許多風力發(fā)電廠．風力發(fā)電機是將風能（氣流的動能）轉(zhuǎn)化為電能的裝置．如圖所示，某臺風力發(fā)電機的風輪機葉片長度為 r，風輪機葉片旋轉(zhuǎn)所掃過的面積為風力發(fā)電機可接受風能的面積．設(shè)空氣密度為ρ，氣流速度為v，則在時間t內(nèi)通過風輪機的最大空氣質(zhì)量為______，時間t內(nèi)風輪機可以接受到的最大風能為______．
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