Question

去冬今春以来，由于干旱少雨，我国多个地区发生了森林火灾，防火形势十分严重．近期在某地发生的山火中，部队及时出动直升机进行扑救，有效地抑制了火情的蔓延．直升机灭火主要靠外挂吊桶，直升机吊桶一次装满水后，飞到火头上空，把水洒下去，可直接将火头熄灭．
（1）若飞机将1.5吨水竖直提升50m，水平飞行2km，飞机对水做了多少功？
（2）用水灭火的过程中，水要吸收大量的热量．若1.5吨水，温度从20℃升高到100℃，能吸收多少热量？

Answer 1

【答案】分析：（1）做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动的距离，据此分析在竖直提升和水平飞行飞机对水的做功情况，利用功的公式计算；
（2）知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容，利用吸热公式求水吸收的热量．
解答：解：（1）水的质量：
m=1.5t=1500kg，
水受到的重力：
G=mg=1500kg×9.8N/kg=14700N，
飞机把水竖直提升的过程中做功：
W=Gh=14700N×50m=7.35×10⁵J，
飞机水平飞行时，在对水作用力的方向上没有移动距离，做功为0，
∴在整个飞行过程中，飞机对水做功为7.35×10⁵J；
（2）水吸收的热量：
Q_吸=cm△t
=4.2×10³J/（kg?℃）×1500kg×（100℃-20℃）
=5.04×10⁸J．
答：（1）若飞机将1.5吨水竖直提升50m，水平飞行2km，飞机对水做了7.35×10⁵J的功；
（2）若1.5吨水，温度从20℃升高到100℃，能吸收5.04×10⁸J的热量．
点评：在进行功的计算时，一定注意力和距离方向的一致性，相互垂直时，力在该方向不做功；同时注意单位的统一．