重1000kg的气锤从2.5 m高处落下,打在质量为200kg的铁块上,要使铁块的温度升高40℃以上,气锤至少应落下多少次?设气锤撞击铁块时做的功有60% 用来
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重1000kg的气锤从2.5 m高处落下,打在质量为200kg的铁块上,要使铁块的温度升高40℃以上,气锤至少应落下多少次?设气锤撞击铁块时做的功有60% 用来升高铁块的温度[ 取g= 10 m/s2 ,铁的比热容c =0. 11 cal/(g ·℃)] . |
答案
解:由机械能守恒得气锤下落到刚撞击铁块时的动能为 Ek= mgh= 103×10×2.5J=2.5×104J 由动能定理得,气锤撞击铁块所做的功为W=Ek-0=2.5×104 J 使铁块温度升高40℃所需的热量 Q= cm△t=0.11×200×103×40 cal=8.8×105cal =8.8×105×4.2 J=3. 696×106 J 设气锤应下落n 次,才能使铁块温度升高40℃ 则由能量的转化和守恒定律得n×W =Q 所以,次, 所以气锤至少应落下247次. |
举一反三
到达地球表面的太阳辐射功率在与阳光垂直的表面上每平方米约为P=1400W,如果用面积为S=2 m2 的反射镜把阳光聚集到盛有m=1kg的水的容器上,水的初温为20℃,需经过多长时间才能使水温达到100℃(假设太阳能=的80%被水吸收)? |
如图所示,这是一种“永动机”的设计方案,轮子中央有一个转动轴,轮子的边缘安装着12 个可以活动的短杆,每个短杆的一端装有一个铁球.方案的设计者认为,右边的球比左边的球离轴远些,因此右边球产生的力矩比左边球产生的力矩大,这样,轮子就会永无休止地沿着箭头所指的方向转动下去,并可以带动机器转动,你认为它真会那样吗? |
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能量的转化和守恒定律使人们认识到,任何一部机器只能使能量从___ 转化为___ ,而不能无中生有地___ 能量;又因为对于任何机械,摩擦是无法完全消除的,故第一类永动机是___ 实现的. |
如图所示装置中,挡板将容器分成相等的两部分,左边容器装满水,右边容器装满水银,一匀质球可绕固定的水平轴O 转动,则下列说法正确的是 |
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A.右边半球所受的浮力大于左边半球所受的浮力 B.在浮力力矩的作用下球将绕轴转动 C.球不能转动,因为它属于第一类永动机 D.球体所受的浮力对轴O的转动力矩为零 |
不定项选择 |
永动机是不可能制成的,这是因为制作永动机的想法( ) |
A.不符合机械能守恒定律 B.违背了能的转化和守恒定律 C.不遵守热力学第一定律 D.找不到合适的材料和更加巧妙的设计方案 |
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