Question

【題目】如圖所示，這是物理學(xué)家焦耳設(shè)計(jì)并制作的實(shí)驗(yàn)裝置。裝置中的兩個(gè)配重重力不等，釋放后大配重下降，小配重上升；通過反復(fù)對(duì)調(diào)左右兩個(gè)配重，會(huì)使動(dòng)葉輪不停地轉(zhuǎn)動(dòng)，從而導(dǎo)致熱量計(jì)中水的溫度上升，實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化．實(shí)驗(yàn)中科學(xué)家某次測(cè)得數(shù)據(jù)如下：

小配重重力G小=100N，大配重重力G大=520N，每升降一次配重各自移動(dòng)的距離h=1m，熱量計(jì)中水的質(zhì)量m=500g，升降次數(shù)與水溫變化的關(guān)系：

（1）請(qǐng)計(jì)算配重升降一次對(duì)動(dòng)葉輪做功是_______J。

（2）水溫度升高0.2℃相當(dāng)于吸收了_______J的熱量。

（3）在該實(shí)驗(yàn)中_______能轉(zhuǎn)化為_______能，根據(jù)第一組數(shù)據(jù)減小的機(jī)械能______增加的內(nèi)能（選填“大于”“小于”或“等于”）。

（4）本實(shí)驗(yàn)中的誤差來源于__________。（寫出一條即可）

（5）焦耳在這個(gè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上繼續(xù)研究，率先提出了_________定律。

Answer 1

【答案】420 420 機(jī)械 內(nèi) 于 克服摩擦做功 能量守恒

【解析】

（1）小配重重力G小 =100N，大配重重量G大 =520N，合力為420N，每升降一次配重各自移動(dòng)的距離h=1m，即繩子一端移動(dòng)的距離是1m，對(duì)葉對(duì)水做的功是：W=Gh=420N×1m=420J；

（2）由Q=cm△t知道，若水溫升高0.2℃，則水吸收的熱量是：

Q=cm△t=4.2×103 J/（kg℃）×0.5kg×0.2℃=420J；

（3）根據(jù)題意知道，動(dòng)葉輪不停地轉(zhuǎn)動(dòng)，從而導(dǎo)致熱量計(jì)中水的溫度上升，即機(jī)械能轉(zhuǎn)化為的內(nèi)能，根據(jù)第一組數(shù)據(jù)知道，減小的機(jī)械能等于增加的內(nèi)能；

（4）機(jī)械能轉(zhuǎn)化為的內(nèi)能，包括水的內(nèi)能和摩擦生熱產(chǎn)生的內(nèi)能，所以，本實(shí)驗(yàn)中的誤差來源于克服摩擦做功；

（5）焦耳在這個(gè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上繼續(xù)研究，率先提出了能量守恒定律