Question

2．将两块-10℃的冰块互相摩擦，两者之间摩擦力保持10N，两者相对速度为0.9m/s，若摩擦产生的能量全部被冰块吸收，问5min后冰块增加的内能是多少？若改用煤油炉加热，需要燃烧多少煤油？（已知煤油炉效率是30%，煤油的燃烧值为4.5×10⁷J/kg）

Answer 1

分析 摩擦力做的功等于摩擦力与相对位移从乘积，摩擦力做的功全部转化为冰块的内能，由此即可求出；改用煤油炉加热，其传递给冰块的热量等于摩擦力做的功，由公式即可求出．

解答 解：摩擦力做的功：
W=f•v•t=10×0.9×300J=2 700J．
摩擦力做的功全部转化为内能：△E=W，
故△E=2 700J，冰的内能增加2 700J
改用煤油炉加热，其传递给冰块的热量等于摩擦力做的功，
故W=ηqm，m=$\frac{W}{ηq}$=$\frac{2700}{0.3×4.5×1{0}^{7}}$ kg=2.0×10^-4kg．
答：冰块增加的内能是 2700J，若改用煤油炉加热，需要燃烧煤油2.0×10^-4kg．

点评 该题通过实际中的例子，强化学生对改变物体的内能的两种方式的理解，在解答的过程中，要注意能量转化的方式．