19. 小明猜想：动能的大小可能与物体的质量与物体运动的速度有关。因此,他设计了如下两种实验方案：
A. 让同一辆小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑,与放在水平面上的木块相碰,比较木块在水平面上移动的距离,如图(a)所示。
B. 让不同质量的小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑,与放在水平面上的木块相碰。比较木块在水平面上移动的距离,如图(b)所示。
(第19题)
上述两种实验方案中：
(1) A方案是为了探究动能大小与
(2) 小明想用B方案探究动能大小与质量的关系。该方案是否合理？答：
A. 让同一辆小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑,与放在水平面上的木块相碰,比较木块在水平面上移动的距离,如图(a)所示。
B. 让不同质量的小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑,与放在水平面上的木块相碰。比较木块在水平面上移动的距离,如图(b)所示。
(第19题)
上述两种实验方案中：
(1) A方案是为了探究动能大小与
速度
的关系。若木块被撞后移动的距离越远,则说明小车对木块的推力做功越多
,小车撞击木块时的动能越大
。(2) 小明想用B方案探究动能大小与质量的关系。该方案是否合理？答：
不合理
,理由是没有控制速度相等
。答案：（1）速度 越多 越大 （2）不合理 没有控制速度相等
20. 可燃冰是一种新型能源,它是水和天然气在高压、低温情况下形成的类冰状结晶物质,它的主要成分是甲烷,它的开采是一个世界性难题。用燃气锅炉烧水时,把质量为500 kg、初温为20 ℃的水加热到100 ℃,共燃烧了$12 m^3$天然气。已知水的比热容$cₐₜₑᵣ= 4.2×10^3 J/(kg·℃),$天然气的热值$q= 4.2×10^7 J/m^3,$可燃冰的热值为同体积天然气的160倍,求：
(1) 水吸收的热量。
(2) 燃气锅炉烧水时的效率。
(3) 若换用可燃冰,则应使用可燃冰多少立方米？
(1) 水吸收的热量。
(2) 燃气锅炉烧水时的效率。
(3) 若换用可燃冰,则应使用可燃冰多少立方米？
答案：（1）$1.68× 10^{8}\ J$ （2）33% （3）$0.075\ m^3$
解析：
（1）水吸收的热量：$Q_{吸}=c_{水}m(t-t_{0})=4.2×10^{3}\ J/(kg·℃)×500\ kg×(100\ ℃-20\ ℃)=1.68×10^{8}\ J$
（2）天然气完全燃烧放出的热量：$Q_{放}=Vq=12\ m^3×4.2×10^{7}\ J/m^3=5.04×10^{8}\ J$
燃气锅炉烧水时的效率：$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}×100\%=\frac{1.68×10^{8}\ J}{5.04×10^{8}\ J}×100\%\approx33\%$
（3）可燃冰的热值：$q_{可燃冰}=160q=160×4.2×10^{7}\ J/m^3=6.72×10^{9}\ J/m^3$
需要可燃冰的体积：$V_{可燃冰}=\frac{Q_{放}}{q_{可燃冰}}=\frac{5.04×10^{8}\ J}{6.72×10^{9}\ J/m^3}=0.075\ m^3$
（2）天然气完全燃烧放出的热量：$Q_{放}=Vq=12\ m^3×4.2×10^{7}\ J/m^3=5.04×10^{8}\ J$
燃气锅炉烧水时的效率：$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}×100\%=\frac{1.68×10^{8}\ J}{5.04×10^{8}\ J}×100\%\approx33\%$
（3）可燃冰的热值：$q_{可燃冰}=160q=160×4.2×10^{7}\ J/m^3=6.72×10^{9}\ J/m^3$
需要可燃冰的体积：$V_{可燃冰}=\frac{Q_{放}}{q_{可燃冰}}=\frac{5.04×10^{8}\ J}{6.72×10^{9}\ J/m^3}=0.075\ m^3$