Question

【題目】人類的祖先鉆木取火，為人類文明揭開了新的一頁．鉆木取火的一種方法如圖所示，將削尖的木棒伸到木板的洞里，用力壓住木棒來回拉動鉆弓．木棒在木板的洞里轉動時，板與棒互相摩擦，____能轉化為_______能，而熱集中在洞內，不易散發，提高了木棒尖端的溫度，當達到約260℃時木棒便開始燃燒．因木頭是熱的不良導體，故受熱厚度很薄，木棒受熱部分的質量只有0.25g．已知：來回拉一次鉆弓需1.0s，弓長為s=0.25m，人拉弓的力為16N，木頭的比熱容C=2.0×103J/（kg℃），室溫為20℃．問：

（1）人來回拉一次鉆弓克服摩擦力所做的功為多少________？

（2）人克服摩擦力做功使機械能轉化為內能，若其中有25%被木棒尖端吸收，則1s內可使木棒尖端溫度提高多少________ ℃？

Answer 1

【答案】 機械 內 8J 4℃

【解析】木棒在木板的洞里轉動時，板與棒互相摩擦，機械能轉化為內能，使木板的溫度升高，這是通過做功的方式改變內能的；（1）人拉一次鉆弓移動的距離，s′=2s=2×0.25m=0.5m，拉一次鉆弓克服摩擦力所做的功： W=Fs′=16N×0.5m=8J； （2）根據題意可知，Q吸=W×25%=8J×25%=2J； ∵Q吸=cm△t，m=0.25g=0.25×10-3kg， ∴木棒升高的溫度： △t=Q吸/cm=2J/（2×103J/(kg℃)×0.25×103kg）=4℃。