Question

無(wú)錫尚德太陽(yáng)能公司在研發(fā)太陽(yáng)能電池板領(lǐng)域處于國(guó)際領(lǐng)先地位，你可以在無(wú)錫的許多街道上看到這種電池板，它們會(huì)把大量的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能．最近，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，在其屋頂安裝了太陽(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．若電池板吸收的太陽(yáng)能全用來(lái)提供推動(dòng)漂浮房前進(jìn)所需的能量，恰能使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)．
（1）太陽(yáng)能電池板的能量轉(zhuǎn)化是怎樣的？
（2）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牛？
（3）太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是多少？

Answer 1

分析：（1）太陽(yáng)能電池板是把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置；
（2）據(jù)題意，t=50s后，漂浮房做勻速直線運(yùn)動(dòng)，水平方向受到的阻力和牽引力是一對(duì)平衡力，大小相等；
（3）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）據(jù)題意“太陽(yáng)能電池板把大量的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能”，因此太陽(yáng)能電池板是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置；
答：太陽(yáng)能電池板的能量轉(zhuǎn)化是太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能．
（2）由圖可見(jiàn)，看出t=50s后，漂浮房以2.5m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，因此受到的阻力大小與牽引力相等，為800N；
答：整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，漂浮房受到的阻力大小為800N．
（3）太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為：η=

P機(jī)械

P太陽(yáng)

×100%=

FV

P太陽(yáng)

×100%=

800N×2.5m/s

9.0×103W

×100%=22.2%
答：太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是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、電學(xué)、能的轉(zhuǎn)化、效率及運(yùn)動(dòng)學(xué)的知識(shí)，并且還以一個(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．