Question

2008年1月2日我省第一个风力发电机组在三门峡落成．发电机组连同底座共重80t，中间的钢柱高61.5m，底部直径4m．与主机连在一起的3片“风叶”，每片长37.5m，面积约为20m²．（力学）
（1）风能是属于________（可再生或不可再生）能源．风力发电的主要优点为（两点）________．
（2）发电机底座对地面的压强为多少？（g 取10N/kg）
（3）若平均风速为6m/s，空气的密度为1.29kg/m³，则每秒钟吹到每个叶片上的空气的质量为多少？

Answer 1

解：（1）风能是可以从自然界源源不断地得到的能源，即为可再生能源，其优点是无污染、环保、节能、成本低等．
（2）此时发电机组对地面的压力是F=G=mg=80000kg×10N/kg=800000N；底座的面积是S=S=πr ²=3.14×2²m²=12.56m²
故发电机组对地面的压强是P===6.37×10⁴Pa；
（3）在一秒钟内空气所走的路程是：S=6m；
此时该部分空气的体积为V=Sh=20m²×6m=120m³
故此时吹过叶片的空气的质量是m=ρv=1.29kg/m³×120m³=154.8kg；
答：（1）风能是属于可再生能源，其优点是无污染、环保、节能、成本低等；（2）发电机底座对地面的压强为6.37×10⁴Pa；（3）每秒钟吹到每个叶片上的空气的质量为154.8kg．
分析：（1）由可再生能源与不可再生能源的分类要求来看，可以从自然界源源不断地得到的能源称之为可再生能源；一旦消耗就很难再生的能源称之为不可再生能源．
（2）此时发电机组对地面的压力就等于发电机组的重力，已知其接触面积，据公式P=计算即可；
（3）每秒钟吹过每个叶片上的空气看做一个长方体，据风速和时间可计算出空气在这段时间内所走的路程，而后据叶片的面积可计算成这段空气柱的体积，在据密度公式可以计算出这段时间吹过每个叶片的空气的质量．
点评：本题是一道电学、热学、力学的综合计算题，难度不大、知识点多、和实际生活联系，属于中考常见题型．