Question

最近由于干旱少雨，我國多個(gè)地區(qū)發(fā)生了森林火災(zāi)，防火形勢十分嚴(yán)重．在某地發(fā)生的山火中，部隊(duì)及時(shí)出動(dòng)直升機(jī)進(jìn)行撲救，有效地抑制了火情的蔓延．直升機(jī)滅火主要靠外掛吊桶，直升機(jī)吊桶一次裝滿水后，飛到火頭上空，把水灑下去，可直接將火頭熄滅．若飛機(jī)用50s的時(shí)間將1.5t水勻速豎直提升50m，水平飛行2km．
（1）飛機(jī)做功的功率為多大？
（2）用水滅火的過程中，水要吸收大量的熱量．若質(zhì)量為1.5t的水，溫度從20℃升高到100℃，要吸收多少熱量？[水的比熱容是4.2×10³J/（kg?℃）]．

Answer 1

解：（1）水的質(zhì)量：
m=1.5t=1500kg，
水受到的重力：
G=mg=1500kg×9.8N/kg=14700N，
飛機(jī)把水豎直提升的過程中做功：
W=Gh=14700N×50m=7.35×10⁵J，
飛機(jī)水平飛行時(shí)，在對(duì)水作用力的方向上沒有移動(dòng)距離，做功為0，
∴在整個(gè)飛行過程中，飛機(jī)對(duì)水做功為7.35×10⁵J，
飛機(jī)做功的功率：
P===1.47×10⁴W；
（2）水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg?℃）×1500kg×（100℃-20℃）
=5.04×10⁸J．
答：（1）飛機(jī)做功的功率為1.47×10⁴W；
（2）水能吸收的熱量為5.04×10⁸J．
分析：（1）做功的兩個(gè)必要因素：一是作用在物體上的力，二是在力的方向上移動(dòng)的距離，據(jù)此分析在豎直提升和水平飛行飛機(jī)對(duì)水的做功情況，利用功的公式計(jì)算總功，再根據(jù)P=求出做功功率；
（2）知道水的質(zhì)量、水的初溫和末溫、水的比熱容，利用吸熱公式求水吸收的熱量．
點(diǎn)評(píng)：在進(jìn)行功的計(jì)算時(shí)，一定注意力和距離方向的一致性，相互垂直時(shí)，力在該方向不做功；同時(shí)注意單位的統(tǒng)一．