Question

19．科技人員設(shè)計(jì)了一種可移動(dòng)式太陽(yáng)能水上漂浮房，并在漂浮房的屋頂安裝了太陽(yáng)能電池板，接收太陽(yáng)能的功率為9.0×10³W，能為該房供應(yīng)熱水和在水上移動(dòng)等提供能量．
（1）有5位中學(xué)生（每人體重約50kg）從岸上進(jìn)入漂浮房參觀，則水對(duì)漂浮房的浮力約增加了多少？
（2）若電池板吸收的太陽(yáng)能只用來(lái)提供推動(dòng)漂浮房前進(jìn)所需的能量，漂浮房在平靜的水面上以恒定功率沿直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力不變．從某一時(shí)刻開(kāi)始，漂浮房受到水平方向的牽引力F隨運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的變化關(guān)系如圖所示，t=50s后，漂浮房以2.5m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)．則在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，漂浮房受到的阻力大小為多少？太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為多少？

Answer 1

分析 （1）估計(jì)一個(gè)中學(xué)生質(zhì)量為50kg，利用G=mg，利用狀態(tài)漂浮，計(jì)算即可．
（2）太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率等于機(jī)械能和太陽(yáng)能的百分比，將數(shù)據(jù)代入效率公式計(jì)算即可．

解答 解：（1）估計(jì)一個(gè)中學(xué)生質(zhì)量為50kg，則增加重力G=mg=5×50kg×10N/kg=2500N，
因?yàn)槠�浮，所以F_浮=G，故浮力也增加2500N；
（2）由圖可以看出t=50s后，漂浮房受到的阻力大小為800N，
太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為：η=$\frac{{P}_{有用}}{{P}_{總}(cāng)}$=$\frac{Fv}{P}$=$\frac{800N×2.5m/s}{9.0×1{0}^{3}W}$×100%≈22.2%
答：（1）水對(duì)漂浮房的浮力約增加了2500N；（2）在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，漂浮房受到的阻力大小為800N；太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為22.2%．

點(diǎn)評(píng) 此題綜合性比較強(qiáng)，通過(guò)一個(gè)漂浮房的設(shè)計(jì)，涵蓋了有關(guān)浮力、能的轉(zhuǎn)化、效率及運(yùn)動(dòng)學(xué)的知識(shí)，并且還有一個(gè)F-t圖象，增加了題目的難度，要求學(xué)生對(duì)所涉及的知識(shí)點(diǎn)充分掌握和應(yīng)用．