Question

【題目】如圖所示，這是物理學家焦耳設計并制作的實驗裝置。裝置中的兩個配重重力不等，釋放后大配重下降，小配重上升；通過反復對調左右兩個配重，會使動葉輪不停地轉動，從而導致熱量計中水的溫度上升，實現能量轉化．實驗中科學家某次測得數據如下：

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的距離h=1m，熱量計中水的質量m=500g，升降次數與水溫變化的關系：

（1）請計算配重升降一次對動葉輪做功是_______J。

（2）水溫度升高0.2℃相當于吸收了_______J的熱量。

（3）在該實驗中_______能轉化為_______能，根據第一組數據減小的機械能______增加的內能（選填“大于”“小于”或“等于”）。

（4）本實驗中的誤差來源于__________。（寫出一條即可）

（5）焦耳在這個實驗的基礎上繼續研究，率先提出了_________定律。

Answer 1

【答案】420 420 機械 內 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的距離h=1m，即繩子一端移動的距離是1m，對葉對水做的功是：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）根據題意知道，動葉輪不停地轉動，從而導致熱量計中水的溫度上升，即機械能轉化為的內能，根據第一組數據知道，減小的機械能等于增加的內能；

（4）機械能轉化為的內能，包括水的內能和摩擦生熱產生的內能，所以，本實驗中的誤差來源于克服摩擦做功；

（5）焦耳在這個實驗的基礎上繼續研究，率先提出了能量守恒定律