Question

【題目】圖是物理學(xué)家焦耳設(shè)計(jì)并制作實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖，裝置中的兩個(gè)配重的重力不等，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)，導(dǎo)致熱量計(jì)中水的溫度上升，從而實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化。實(shí)驗(yàn)中某次測(cè)得數(shù)據(jù)如下：小配重的重力為100N，大配重的重力為520N，每升降1次大小配重各自移動(dòng)的距離為1m，熱量計(jì)中水的質(zhì)量為500g。熱量計(jì)與外界沒有熱交換。(c水=4.2×103J/(kg·℃)

升降次數(shù)與水溫變化的關(guān)系如下表：

升降次數(shù)	1	2	3	4	5	6
溫度變化/℃	0.19	0.38	0.57	0.76	0.95	1.14

（1）請(qǐng)計(jì)算配重升降一次對(duì)動(dòng)葉輪做的功是______________J；

（2）水溫度升高0.2℃吸收的熱量是__________J；

（3）根據(jù)第一組數(shù)據(jù)減小的機(jī)械能_______(選填“大于”、“等于”、“小于”)增加的內(nèi)能。這是因?yàn)?/span>________。

Answer 1

【答案】420 420 大于 克服摩擦力做功，消耗了部分機(jī)械能

【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，所以一次對(duì)動(dòng)葉輪做的功為：

W=Gh=420N×1m=420J；

(2)由表格知，升降一次水溫升高0.2℃，水吸收的熱量是：

；

(3)根據(jù)第一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，減小的機(jī)械能大于增加的內(nèi)能，因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)過程中，還需要克服摩擦力做功，消耗了部分機(jī)械能。

答：(1) 配重升降一次對(duì)動(dòng)葉輪做的功是420J；

(2) 水溫度升高0.2℃吸收的熱量是420J；

(3) 第一組數(shù)據(jù)減小的機(jī)械能大于增加的內(nèi)能，這是因?yàn)榭朔�摩擦力做功，消耗了部分機(jī)械能。