Question

【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________ ℃？

Answer 1

【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℃。