Question

高二物理能量转化题目 物理高手来下问个简单的地方

某海湾共占面积1.0×107m2,涨潮时水深20m,此时关上水坝闸门,可使水位保持20m不变.退潮时,坝外水位降至18m.假如利用此水坝建水力发电站,且重力势能转变为电能的效率是10％,每天有两次涨潮,问该电站一天能发出多少电能?
我大致是知道怎么做 我不明白得是用mgh算重力势能的时体积为什么是1.0×107m2 再乘以2呢？我算是乘以20,也就是说20米高的水质量全部重心下降1米。为什么为是2米呢？ 有没有高手 画图或者用文字解释下多少水下降了1米呢、、

Answer 1

我来用乘以20的方法先做下看看：
以水坝里的水为研究对象，前后重力势能减少量的10%转化为电能，
开始水坝内水的重力势能E1=m1gH/2,H=20m，m1=1*10^7*1*10³*20
发电后水坝内水的重力势能E2=m2gh/2，h=18m，m2=1*10^7*1*10³*18
转化电能为E0=10%（E1-E2）=10%（m1-m2）(H-h)g/2，
两次转化电能相等，
有E=2E0=2*10%（m1-m2）(H-h)g/2
带入数据计算就对了。

简单点的方法：
只考虑海平面以上部分水的势能减少，海平面以上部分水的重心下降高度为h1=（H-h）/2=1m
重力势能每次减少mgh1，m=1*10^7*1*10³*2
两次共减少2mgh1，
所以E=2mgh1*10%

Answer 2

这道题如果你那么想就要利用微积分算所能做功的部分了，虽然不难算但是难以理解，解释也是最完美的。
对于高中首先重力势能是一个相对的常用的是以地面（水平面为基点）这里不适用 水平面在变化，所以就要利用地面是零势面，那么一开始20米的时候水的重心是10米处 18米就是9米处了那么下降的就是做的功，也许你会说这个那么多的水怎么能看成质点，但是相对于水坝以外的大海，这些水太少确实可以视为质点那么就可以理解了吧 ，外面的大海势能不变，但是坝内水的势能变了

Answer 3

算重力势能时：水位原来坝内水位20m坝外水位18m，坝内参与发电的那部分水的重心比坝外水面高1m；水放出后薄薄摊在坝外的海面上，刚才坝内参与发电的那部分水的重心降至海面高度。
故坝内参与发电的那部分水的重心降低高度为1m，每天有两次涨潮故再乘以2

Answer 4

1.0×107㎡是面积乘以高2m就是体积.势能是相对量.你得选参考平面﹙也就是零势能面﹚.假设选落潮后的海平面为参考面.也就是水坝中的水相对于零势能面高[﹙20－18﹚／2]m.当水坝中的水全部流入海中，海平面升高几乎为零.可忽略不计.所以水坝中的水都下降[﹙20－18﹚／2]m.所有的水下降到了18m.但其重心确实下降了1m.﹙20m-18m﹚／2＝1m
W＝mgh﹙m=1.0×107㎡×2×ρ﹚
W′＝2W·10％
↑
﹙一天两次﹚

Answer 5

水坝内是20M，水坝外是18M。所以水位整体降低2M.但是水坝内到外水的重心下降了（20-18）/2=1M每天两次涨潮。。所以是1*2=2M

Answer 6

这位呀，内外坝的水位差为2m呀。
内坝水位下降后，外坝水位上升了，但实际上外坝面积要远远大于内坝，所以外坝水位上升，但可以忽略不计，只算内外坝高度差2m。