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,機械能轉化為內能,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0.25克。已知:來回拉一次鉆弓需1.0秒,弓長為s=0.25m米,人拉弓的力為16牛頓,木頭比熱容c=2×103J/（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1秒內可使木棒尖端溫度提高多少?

Answer 1

【答案】（1）8J；（2）4℃

【解析】

（1）人來回拉一次鉆弓移動的距離：s′=2s=2×0.25m=0.5m，

人來回拉一次鉆弓克服摩擦力所做的功：W=Fs′=16N×0.5m=8J；

（2）棒尖端吸收的熱量：Q吸=W×25%=8J×25%=2J；

由Q吸=cm△t可得，木棒升高的溫度：。

答：（1）人來回拉一次鉆弓克服摩擦力所做的功為8J；

（2）1秒內可使木棒尖端溫度提高4℃。