Question

【題目】如圖所示，用F=20N的水平拉力拉著邊長l=10cm的正方體鐵塊在水平地面上做勻速直線運動，在t=10s內運動了s=46cm的路程，[c鐵=0.46×103J/（kg℃） ρ鐵=7.9×103kg/m3]求

（1）水平拉力F做的功W是多少？

（2）水平拉力F做功的功率P是多少？

（3）此過程有等于水平拉力做的功的內能產生，其中的79%被鐵塊吸收，鐵塊將升高多少溫度？

Answer 1

【答案】（1）水平拉力F做的功W是9.2J．

（2）水平拉力F做功的功率P是0.92W．

（3）鐵塊將升高的溫度為0.002℃．

【解析】

試題分析：（1）知道水平拉力F的大小和在拉力的方向上通過的距離，可利用公式W=Fs計算出拉力做的功．

（2）知道做功的時間，可利用公式P=計算出拉力做功的功率．

（3）從題可知，水平拉力做的功等于產生的內能，而其中的79%被鐵塊吸收，從而可以計算出鐵塊吸收的熱量；知道鐵塊的邊長，可利用公式v=l3計算出鐵塊的體積，又知道鐵塊的密度，可利用公式m=ρv計算出鐵塊的質量；又知道鐵塊的比熱容，最后再利用公式△t=計算出鐵塊升高的溫度．

解：

（1）∵F=20N，s=46cm=0.46m，

∴拉力F做的功為：W=Fs=20N×0.46m=9.2J．

（2）∵t=10s，

∴拉力F做功的功率為：P===0.92W．

（3）∵水平拉力做的功等于產生的內能，而其中的79%被鐵塊吸收，

∴鐵塊吸收的熱量為：Q吸=W×79%=9.2J×79%=7.268J；

而正方體鐵塊的邊長l=10cm=0.1m，

則正方體鐵塊的體積為：v=l3=（0.1m）3=0.001m3，

∵ρ鐵=7.9×103kg/m3，

∴鐵塊的質量為：m=ρ鐵v=7.9×103kg/m3×0.001m3=7.9kg，

又∵c鐵=0.46×103J/（kg℃），

∴鐵塊升高的溫度為：△t===0.002℃．

答：（1）水平拉力F做的功W是9.2J．

（2）水平拉力F做功的功率P是0.92W．

（3）鐵塊將升高的溫度為0.002℃．