（2011•杭州）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

Question

（2011•杭州）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？

Answer 1

（1）人来回拉一次钻弓移动的距离
s′=2s=2×0.25m=0.5m，
人来回拉一次钻弓克服摩擦力所做的功：
W=Fs′=16N×0.5m=8J；
（2）由题知，Q_吸=W×25%=8J×25%=2J；
∵Q_吸=cm△t，m=0.25g=0.25×10^-3kg，
∴木棒升高的温度：
△t=(Q吸)/(cm)=(2J)/(2×103J/(kg•℃)×0.25×10−3kg)=4℃；
（3）由（2）可知，木棒吸热每秒温度升高4℃，
要升高260℃-20℃=240℃的温度需要的时间：
t=(240℃)/(4℃)=60s．
答：（1）人来回拉一次钻弓克服摩擦力所做的功为8J；
（2）1秒内可使木棒尖端温度提高4℃；
（3）大约用60s时间才能使木棒燃烧起来．