题目内容
【题目】人类的祖先钻木取火,为人类文明揭开了新的一页.钻木取火的一种方法如图所示,将削尖的木棒伸到木板的洞里,用力压住木棒来回拉动钻弓.木棒在木板的洞里转动时,板与棒互相摩擦,____能转化为_______能,而热集中在洞内,不易散发,提高了木棒尖端的温度,当达到约260℃时木棒便开始燃烧.因木头是热的不良导体,故受热厚度很薄,木棒受热部分的质量只有0.25g.已知:来回拉一次钻弓需1.0s,弓长为s=0.25m,人拉弓的力为16N,木头的比热容C=2.0×103J/(kg℃),室温为20℃.问:
(1)人来回拉一次钻弓克服摩擦力所做的功为多少________?
(2)人克服摩擦力做功使机械能转化为内能,若其中有25%被木棒尖端吸收,则1s内可使木棒尖端温度提高多少________ ℃?
【答案】 机械 内 8J 4℃
【解析】木棒在木板的洞里转动时,板与棒互相摩擦,机械能转化为内能,使木板的温度升高,这是通过做功的方式改变内能的;(1)人拉一次钻弓移动的距离,s′=2s=2×0.25m=0.5m,拉一次钻弓克服摩擦力所做的功: W=Fs′=16N×0.5m=8J; (2)根据题意可知,Q吸=W×25%=8J×25%=2J; ∵Q吸=cm△t,m=0.25g=0.25×10-3kg, ∴木棒升高的温度: △t=Q吸/cm=2J/(2×103J/(kg℃)×0.25×103kg)=4℃。
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