Question

小陆参观了我省如东风力发电场后，决定探究风力电站发电时的输出功率和风速的关系，实验步骤如下：
①如图，将风叶安装在风车底座上，把线的一端固定在转轴处，另一端系上钩码，
②在风车正前方1m处放置电风扇，将电风扇的风速调到1档位，用秒表记录提升钩码到A点所需的时间，
③将电风扇换到2、3档位，重复以上实验，并将数据记录在表格中．（注：电风扇档位越高，风速越大）

电风扇档位	钩码的质量（g）	提升钩码到A点的时间（s）
1	50	15
2	50	13
3	50	10

请回答：
（1）这个实验是通过测量______来比较风车输出功率的大小．
（2）小际从网上查到以下数据：
表一：750kW风力发电机组的输出功率与风速的关系

风速（m/s）	4	6	8	10	12	14	16	18	20
输出功率（kW）		80	192	336	512	720	710	640	540

表二：风级与风速的关系

风级	3	6	9	12
风的名称	微风	强风	烈风	台风
风速（米/秒）	3.4～5.4	10.8～13.8	20.8～24.4	大于32.6

根据以上数据预测，台风来临时，能否给风力发电场带来最大的经济效益，并说明理由______．
（3）在相同的风速下，不同风车的输出功率是不同的，其输出功率除了与风叶的形状和排列结构有关外，还可能与______有关（填一项）．
（4）试根据表一的有关数据，求出当风速小于14m/s时，风力发电机组的输出功率与风速的关系式P=______．

Answer

（1）因风车输出的功率为提升重物的功率，要求提升重物的功率可以由P=mgV来求；而知道提升时间即可以得出提升物体的速度，则可比较风车的输出功率大小；
（2）由表2可知，台风风速大于32.6m/s，而由表1可知，大于14m/s时，风速越大，而发电机的输出功率减小；
（3）分析各列中数据，通过找出各列中数据的关系通过推理即可找到其中的数学规律．
【解析】
（1）因提升高度要同，则由h=vt可知，通过提升时间，可知提升的速度大小，则由P=mgv可知输出功率的大小；故比较提升时间可知功率大小；
（2）分析两表可知，当风速为14m/s时，功率达到最大，而当风速超过14m/s时，发电机的输出功率反而越来越小；由下表可知，台风时风速超过了32.6m/s，故台风时不能给发电场带来更大的经济效益；
（3）风叶的材料不同，可以影响发电机的输出功率，如组成风叶的材料越轻，则越易转动；同时若风叶的表面积不同，则风叶获得的能量不同，也可影响输出功率等；
（4）由表中数据可知，当风速为4m/s时，输出功率为零，再综合其他几个速度对应的功率可知，功率与风速应满足P=4（V2-16）；
故答案为：（1）提升钩码到A点的时间；（2）不能，当风速过大时，发电机的输出功率反而减小；（3）风叶的材料；（4）4（v2-16）．