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,机械能转化为内能,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0.25克。已知:来回拉一次钻弓需1.0秒,弓长为s=0.25m米,人拉弓的力为16牛顿,木头比热容c=2×103J/（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1秒内可使木棒尖端温度提高多少?

Answer 1

【答案】（1）8J；（2）4℃

【解析】

（1）人来回拉一次钻弓移动的距离：s′=2s=2×0.25m=0.5m，

人来回拉一次钻弓克服摩擦力所做的功：W=Fs′=16N×0.5m=8J；

（2）棒尖端吸收的热量：Q吸=W×25%=8J×25%=2J；

由Q吸=cm△t可得，木棒升高的温度：。

答：（1）人来回拉一次钻弓克服摩擦力所做的功为8J；

（2）1秒内可使木棒尖端温度提高4℃。