题目内容

重1 000 kg的气锤从2.5 m高处落下,打在质量为200 kg的铁块上,要使铁块的温度升高40℃,气锤至少应落下多少次?(设气锤撞击铁块时做的功有60%用来升高铁块的温度)[取g=10 m/s2,铁的比热c=0.46 J/(g·℃)]

解析:由机械能守恒得气锤下落到刚撞击铁块时刻的动能

Ek=mgh=103×10×2.5 J=2.5×104 J

由动能定理得,气锤撞击铁块所做的功为

W=Ek-0=2.5×104 J

使铁块温度升高40℃所需的热量

Q=cmΔt=0.46×200×103×40 J=3.678×106 J

设气锤应下落n次,才能使铁块温度升高40℃,则由能的转化和守恒定律得

n·Wη=Q

所以,244.7 次

答案:约245次

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