Question

2008年1月2日我省第一個風(fēng)力發(fā)電機組在三門峽落成．發(fā)電機組連同底座共重80t，中間的鋼柱高61.5m，底部直徑4m．與主機連在一起的3片“風(fēng)葉”，每片長37.5m，面積約為20m²．（力學(xué)）
（1）風(fēng)能是屬于______（可再生或不可再生）能源．風(fēng)力發(fā)電的主要優(yōu)點為（兩點）______．
（2）發(fā)電機底座對地面的壓強為多少？（g 取10N/kg）
（3）若平均風(fēng)速為6m/s，空氣的密度為1.29kg/m³，則每秒鐘吹到每個葉片上的空氣的質(zhì)量為多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）由可再生能源與不可再生能源的分類要求來看，可以從自然界源源不斷地得到的能源稱之為可再生能源；一旦消耗就很難再生的能源稱之為不可再生能源．
（2）此時發(fā)電機組對地面的壓力就等于發(fā)電機組的重力，已知其接觸面積，據(jù)公式P=計算即可；
（3）每秒鐘吹過每個葉片上的空氣看做一個長方體，據(jù)風(fēng)速和時間可計算出空氣在這段時間內(nèi)所走的路程，而后據(jù)葉片的面積可計算成這段空氣柱的體積，在據(jù)密度公式可以計算出這段時間吹過每個葉片的空氣的質(zhì)量．
解答：解：（1）風(fēng)能是可以從自然界源源不斷地得到的能源，即為可再生能源，其優(yōu)點是無污染、環(huán)保、節(jié)能、成本低等．
（2）此時發(fā)電機組對地面的壓力是F=G=mg=80000kg×10N/kg=800000N；底座的面積是S=S=πr ²=3.14×2²m²=12.56m²
故發(fā)電機組對地面的壓強是P===6.37×10⁴Pa；
（3）在一秒鐘內(nèi)空氣所走的路程是：S=6m；
此時該部分空氣的體積為V=Sh=20m²×6m=120m³
故此時吹過葉片的空氣的質(zhì)量是m=ρv=1.29kg/m³×120m³=154.8kg；
答：（1）風(fēng)能是屬于可再生能源，其優(yōu)點是無污染、環(huán)保、節(jié)能、成本低等；（2）發(fā)電機底座對地面的壓強為6.37×10⁴Pa；（3）每秒鐘吹到每個葉片上的空氣的質(zhì)量為154.8kg．
點評：本題是一道電學(xué)、熱學(xué)、力學(xué)的綜合計算題，難度不大、知識點多、和實際生活聯(lián)系，屬于中考常見題型．