转动时可形成半径为12 m的圆面。如果这个风车能将圆面内10%的气流动能转变为电能,则该风车带动的发电机功率是多大?
解析 在t时间内作用于风车的气流质量m=πr2vtρ
这些气流的动能为mv2
转变成的电能E=mv2×10%
所以风车带动发电机的功率为P==πr2ρv3×10%
代入数据得P=3 391.2 W。
答案 3 391.2 W
摩擦生热及产生内能的有关计算
[要点归纳]
1.系统内一对静摩擦力即使对物体做功,但由于相对位移为零而没有内能产生,只有物体间机械能的转移。
2.作用于系统的滑动摩擦力和物体间相对滑动的距离的乘积,在数值上等于滑动过程产生的内能。即Q=F滑x相对,其中F滑必须是滑动摩擦力,x相对必须是两个接触面的相对滑动距离(或相对路程)。
[精典示例]
[例2] 电动机带动水平传送带以速度v匀速传动,一质量为m的小木块由静止轻放在传送带上,若小木块与传送带之间的动摩擦因数为μ,如图1所示。传送带足够长,当小木块与传送带相对静止时,求:
图1
(1)小木块的位移;
(2)传送带转过的路程;
(3)小木块获得的动能;
(4)摩擦过程中产生的内能;
(5)因传送小木块电动机多消耗的电能。
解析 (1)由牛顿第二定律:μmg=ma,得a=μg