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=0.25米，人拉弓的力为16牛顿，木头比热c=2×103焦／(千克·℃)，室温为20℃。问：

1. 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=0.25米，人拉弓的力为16牛顿，木头比热c=2×10³焦／(千克·℃)，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℃?

(3) 请你估算用多长时间才能使木棒燃烧起来?

【考点】

功的计算公式的应用; 热量的计算;

【答案】

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解答题普通

1. 如图所示，这是物理学家焦耳设计并制作的实验装置。装置中的两个配重重力不等，释放后大配重下降，小配重上升；通过反复对调左右两个配重，会使动叶轮不停地转动，从而导致热量计中水的温度上升，实现能量转化。实验中科学家某次测得数据如下：

小配重重力G小=100 N，大配重重力G大=520 N，每升降一次配重各自移动的距离h=1m，热量计中水的质量m=500 g，升降次数与水温变化的关系：

(1) 请计算配重升降一次对动叶轮做功是J。

(2) 水温度升高0.2℃相当于吸收了J的热量，

(3) 在该实验中机械能转化为内能，根据第一组数据减小的机械能(选填“大于”“小于”或“等于”)增加的内能。

(4) 本实验中的误差来源于(写出一条即可)。

(5) 焦耳在这个实验的基础上继续研究，率先提出了定律。

解答题普通

2. 汽车发动机的冷却系统里装有 20千克20℃的水，若发动机工作时放出1.26×10⁶ 焦的热量并被水吸收，则水的温度会升高多少?

解答题普通

3. 随着人们生活水平的提高，越来越多的南方家庭采用“水地暖”进行取暖，其原理是在房间地面装饰层下铺设散热管道，通过管道内的热水散热提高室温。当供水温度为45℃时，单位面积的散热功率与地面装饰层材料、散热管材料的对应关系如表所示（单位：瓦/米²）。

装饰层材料	陶瓷	塑料	木地板
聚乙烯	136.6	103.5	93.5
聚丁烯	125.7	96.9	90.0

(1) 若该地暖系统的总水量为2×10³千克，将全部的水从5℃加热至45℃，水至少需要吸收多少热量？[c_水=4.2×10³焦/（千克·℃）]

(2) 若某家庭木地板的面积为80米² ，散热管材料为聚丁烯，供水温度为45℃，则该供暖系统每小时的散热量为多少？

(3) “水地暖”散热量除与散热时间、面积有关外，你认为还与哪些因素有关？（写出一点）

解答题普通