《2025年能力素养与学力提升九年级物理上册苏科版》

36. 风车是利用风力做功的装置。小明带领物理兴趣小组同学制作了一架小风车,想粗略测定风车在一定风速下做功的功率,利用如图实验装置进行实验：
将叶片安装在风车底座上,把线的一端固定在风车转轴上,另一端系上钩码；
在风车正前方$1m$处放置电风扇,将电风扇的风速调到$1$挡位,用秒表记录提升钩码到$A$点所需的时间。

- 实验时,若测得钩码上升到$A点的高度h$、所用的时间$t$、钩码的质量$m$,则风车做功的功率$P= $$\frac{mgh}{t}$(表达式中的物理量均用符号表示)。
实验交流时,兴趣小组的同学又提出了“风车做功的功率与风速有什么关系”的问题,于是同学们进行了探究并将实验收集到的数据记录在下表(注：电风扇挡位越高,风速越大)。
|电风扇挡位|钩码的质量$/g$|提升钩码到$A点的时间/s$|
|1|$50$|$15$|

|3|$50$|$10$|
- 实验中,通过测量提升钩码到A点的时间来比较风车输出功率的大小。
- 由表格数据可初步得出：在其他条件相同时,风速越大,风车的输出功率越大(选填“越大”或“越小”)。
兴趣小组同学在交流评估时有成员提出“上述结论是否符合普遍规律呢？”的问题,小明从网上查到风速与风力发电机的输出功率的关系如下表：
|风速$/(m·s^{-1})$|$4$|$6$|$8$|$10$|$12$|$14$|$16$|$18$|$20$|

|输出功率$/kW$|$0$|$75$|$200$|$360$|$540$|$740$|$730$|$650$|$550$|
- 小虎由表格数据得出：风速为$14m/s$时风力发电机的输出功率最大。你认为他的判断是不准确(选填“准确”或“不准确”)的,理由是没有仔细探究14m/s附近的风速变化情况，可能是略大于或略小于14m/s时风力发电机的输出功率最大。
- 根据表中数据分析,随着风速的增大,给风电场发电带来的经济效益先变大后变小(选填“变大”“变小”“先变大后变小”或“先变小后变大”)。

答案：
(1)$\frac{mgh}{t}$　
(2)①提升钩码到A点的时间②越大　
(3)①不准确　没有仔细探究14m/s附近的风速变化情况，可能是略大于或略小于14m/s时风力发电机的输出功率最大　②先变大后变小