题目内容
如图所示是某帆船运动爱好者使用的一款帆船，帆船由船体、帆杆、面积为8m2的三角帆和带有万向节的桅杆组成，质量为20kg，依靠风力在海面上行驶．下表是不同风速下，风能强度值．
| 平均风速（m/s） | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
| 风能强度（×102J/（m2?s） | 4 | 8 | 12 | 16 | 20 | 24 |
（2）某次运动中，船帆承受的风压为40Pa，此时风对船帆的作用力是多少？
（3）在一次海面风速为10m/s的帆船运动中，船受到了280N的水平风力作用，假设船以6m/s的水平速度在海面上行驶，求帆船的风能利用率．
解：（1）人上船后，由于人的重力，船受到的浮力增加，故人的体重等于船增加的浮力，
G=F浮=ρgV排=103kg/m3×10N/kg×0.05m3=500N；
（2）∵p=
，
∴风对船帆的作用力为F=pS=40pa×8m2=320N；
（3）风的推力每秒做功为W=FS=Fvt=280N×6m/s×1s=1680J；
帆船每秒获得的风能为E=800J/（m2s）×8 m2×1s=6400J；
帆船的风能利用率为
η=
=
=
=26.25%．
答：（1）他的体重大约是500N；
（2）此时风对船帆的作用力是320N；
（3）帆船的风能利用率为26.25%．
分析：（1）人上船后，由于人的重力，船受到的浮力增加，故人的体重等于船增加的浮力，根据F浮=ρgV排求出浮力即可．
（2）已知船帆的面积和船帆承受的风压为40Pa，利用p=即可求得此时风对船帆的作用力．
（3）知道船受到风的推力，求出时间1s内帆船运动的距离，利用W=Fs求风对帆船做的功（有用能量），利用风能强度值求出时间1s内帆船获得的能量（总能量），利用效率公式求帆船的风能利用率．
点评：本题考查了学生对阿基米德原理、压强公式、效率公式的掌握和运用，能从表中得出相关信息、知道风推力做功为有用功是本题的关键．
G=F浮=ρgV排=103kg/m3×10N/kg×0.05m3=500N；
（2）∵p=
，∴风对船帆的作用力为F=pS=40pa×8m2=320N；
（3）风的推力每秒做功为W=FS=Fvt=280N×6m/s×1s=1680J；
帆船每秒获得的风能为E=800J/（m2s）×8 m2×1s=6400J；
帆船的风能利用率为
η=
===26.25%．答：（1）他的体重大约是500N；
（2）此时风对船帆的作用力是320N；
（3）帆船的风能利用率为26.25%．
分析：（1）人上船后，由于人的重力，船受到的浮力增加，故人的体重等于船增加的浮力，根据F浮=ρgV排求出浮力即可．
（2）已知船帆的面积和船帆承受的风压为40Pa，利用p=
即可求得此时风对船帆的作用力．（3）知道船受到风的推力，求出时间1s内帆船运动的距离，利用W=Fs求风对帆船做的功（有用能量），利用风能强度值求出时间1s内帆船获得的能量（总能量），利用效率公式求帆船的风能利用率．
点评：本题考查了学生对阿基米德原理、压强公式、效率公式的掌握和运用，能从表中得出相关信息、知道风推力做功为有用功是本题的关键．
练习册系列答案
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（2013?黄冈模拟）如图所示是某帆船运动爱好者使用的一款帆船，帆船由船体、帆杆、面积为8m2的三角帆和带有万向节的桅杆组成，质量为20kg，依靠风力在海面上行驶．下表是不同风速下，风能强度值．
如图所示是某帆船运动爱好者使用的一款帆船，帆船由船体、帆杆、面积为8m2的三角帆和带有万向节的桅杆组成，质量为20kg，依靠风力在海面上行驶．下表是不同风速下，风能强度值．
（1）帆船运动爱好者登上帆船时，船体下沉了0.05m3，则他的体重大约是多少？
（2）某次运动中，船帆承受的风压为40Pa，此时风对船帆的作用力是多少？
（3）在一次海面风速为10m/s的帆船运动中，船受到了280N的水平风力作用，假设船以6m/s的水平速度在海面上行驶，求帆船的风能利用率．
| 平均风速（m/s） | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
| 风能强度 | 4 | 8 | 12 | 16 | 20 | 24 |
（2）某次运动中，船帆承受的风压为40Pa，此时风对船帆的作用力是多少？
（3）在一次海面风速为10m/s的帆船运动中，船受到了280N的水平风力作用，假设船以6m/s的水平速度在海面上行驶，求帆船的风能利用率．