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“潮汐发电”是海洋能利用中发展最早、规模最大、技术较成熟的一种方式.某海港的货运码头,就是利用“潮

来源:新能源网
时间:2024-08-17 14:16:32
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“潮汐发电”是海洋能利用中发展最早、规模最大、技术较成熟的一种方式.某海港的货运码头,就是利用“潮【专家解说】:(1)煤浇到传送带后,开始阶段受到重力、传送带的支持力和沿传送带向上

【专家解说】:(1)煤浇到传送带后,开始阶段受到重力、传送带的支持力和沿传送带向上的滑动摩擦力而做匀加速运动,设匀加速运动的加速度为a,根据牛顿第二定律得:
μmgcosθ-mgsinθ=ma
得 a=g(μcosθ-sinθ)
设煤加速到v所用时间为t 1 ,则有:v=at 1 ;
联立以上两式得:t 1 = v g(μcosθ-sinθ) =-sinθ)= 1.4 10(0.4×0.95-0.31) s=2s.
匀加速运动通过的位移为:x 1 = v 2 t 1 = 1.4 2 ×2 m=1.4m;
设煤匀速到最高点所用时间为t 2 ,则有:L-x 1 =vt 2 ;
解得:t 2 L- x 1 v = 51.8-1.4 1.4 s=36s.
故总时间 t=t 1 +t 2 =2s+36s=38s.
(2)一次发电,水的质量 M=ρV=1×10 3 ×3.6×10 6 kg=3.6×10 9 kg
水的重力势能减少量△E p =Mg? △h 2 =3.6×10 9 × 4.8 2 J=8.64×10 9 J
一天发电产生的电能 E=4△E p ×10%
则该电站一天内利用潮汐发电的平均功率 P= E t = 4△ E P ×10% t = 4×8.64×1 0 9 ×10% 24×3600 W=400KW;
(3)一台传送机,将1秒钟内落到传送带上的煤送到传送带上的最高点,煤获得的机械能为
E 机 = 1 2 m v 2 +mgL?sinθ
传送带与煤之间因摩擦产生的热Q=μmgcosθ?△x
煤与传送带的相对位移△x=vt 1 -x 1 =1.4×2m-1.4m=1.4m
设同时使n台传送机正常运行,根据能量守恒
P×80%×80%= n( 1 2 m v 2 +mgL?sinθ+μmgcosθ?△x)
代入解得:n= P×80%×80% 1 2 m v 2 +mgLsinθ+μmgcosθ△x = 400×1 0 3 ×0.64 1 2 ×50×1. 4 2 +500sin18°+0.4×500cos18°×1.4 =30(台)  
答:
(1)从煤落在传送带上到运至传送带最高点经历的时间t为38s;
(2)该电站一天内利用潮汐发电的平均功率P为400KW;
(3)能同时使30台这样的传送机正常运行.