Question

1．某一质量为5g的冰雹匀速下落，速度为6m/s，匀速下落距离为800m，假设冰雹在下落过程中质量保持不变，则这段匀速下落过程中重力的功率0.3W；若匀速下落过程中冰雹克服阻力所做功的21%转化为冰雹的内能，这部分内能使冰雹温度升高0.8℃（已知c_冰=2.1×10³J/kg•℃，g=10N/kg）．

Answer 1

分析 （1）知道雨滴的质量，求出雨滴所受重力，结合下落高度，利用W=Gh求重力做功；利用P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Gh}{t}$═Gv求这段匀速下落过程中重力的功率；
（2）由效率公式求出冰雹吸收热量，后根据吸热公式Q_吸=cm△t，求冰雹温度的升高值．

解答 解：
（1）冰雹所受的重力：G=mg=5×10^-3kg×10N/kg=5×10^-2N，
所以，重力做的功：
W=Gh=5×10^-2N×800m=40J；
这段匀速下落过程中重力的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Gh}{t}$═Gv=5×10^-2N×6m/s=0.3W；
（2）冰雹匀速下落，所受重力等于阻力，
所以，冰雹克服阻力所做功等于重力做的功，
由η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$可得，冰雹吸收的热量：
Q_吸=Wη=40J×21%=8.4J，
由Q_吸=cm△t得冰雹升高的温度：
△t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$=$\frac{8.4J}{2.1×1{0}^{3}J（kg•℃）×5×1{0}^{-3}kg}$=0.8℃．
故答案为：0.3；0.8．

点评 本题利用雨滴下落这一常见的现象考查了学生对重力公式、功的公式、功率公式、物体升温吸热公式的了解与掌握，因为数值较小，要细心计算，比较容易出错！