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如图所示 用F=20N的水平拉力拉着边长l=10cm的正方体铁块在水平地面上做匀速直线运动

时间:2022-07-15 17:24:32

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如图所示 用F=20N的水平拉力拉着边长l=10cm的正方体铁块在水平地面上做匀速直线运动

问题补充:

如图所示,用F=20N的水平拉力拉着边长l=10cm的正方体铁块在水平地面上做匀速直线运动,在t=10s内运动了s=46cm的路程,[c铁=0.46×103J/(kg?℃) ρ铁=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)此过程有等于水平拉力做的功的内能产生,其中的79%被铁块吸收,铁块将升高多少温度?

答案:

解:

(1)∵F=20N,s=46cm=0.46m,

∴拉力F做的功为:W=Fs=20N×0.46m=9.2J.

(2)∵t=10s,

∴拉力F做功的功率为:P===0.92W.

(3)∵水平拉力做的功等于产生的内能,而其中的79%被铁块吸收,

∴铁块吸收的热量为:Q吸=W×79%=9.2J×79%=7.268J;

而正方体铁块的边长l=10cm=0.1m,

则正方体铁块的体积为:v=l3=(0.1m)3=0.001m3,

∵ρ铁=7.9×103kg/m3,

∴铁块的质量为:m=ρ铁v=7.9×103kg/m3×0.001m3=7.9kg,

又∵c铁=0.46×103J/(kg?℃),

∴铁块升高的温度为:△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)铁块将升高的温度为0.002℃.

解析分析:(1)知道水平拉力F的大小和在拉力的方向上通过的距离,可利用公式W=Fs计算出拉力做的功.

(2)知道做功的时间,可利用公式P=计算出拉力做功的功率.

(3)从题可知,水平拉力做的功等于产生的内能,而其中的79%被铁块吸收,从而可以计算出铁块吸收的热量;知道铁块的边长,可利用公式v=l3计算出铁块的体积,又知道铁块的密度,可利用公式m=ρv计算出铁块的质量;又知道铁块的比热容,最后再利用公式△t=计算出铁块升高的温度.

点评:本题考查了功和功率,以及体积、质量和温度的变化的计算,关键是公式和公式变形的理解和应用,在计算过程中要注意单位的换算.本题的第三问是一个比较容易出错的题目,需要特别注意.

如图所示 用F=20N的水平拉力拉着边长l=10cm的正方体铁块在水平地面上做匀速直线运动 在t=10s内运动了s=46cm的路程 [c铁=0.46×103J/(kg

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