Question

（2013?道外区三模）如图所示，这是一个著名物理学家发现一个伟大定律的实验装置！装置中的两个配重的重力不等，释放后大配重下降，小配重上升；通过反复对调左右两个配重，会使动叶轮不停地转动，从而导致热量计中水的温度上升，从而实现能量转化．实验中科学家某次测得了的数据如下：
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动的距离h=1m，热量计中水的质量m=500g，
升降次数与水温变化的关系：

升降次数	1	2	3	4	5	6
温度变化/℃	0.2	0.39	0.59	0.78	0.98	1.18

（1）请计算配重升降一次对动叶轮做功是多少？
（2）通过分析数据，科学家得出了结论：在上述现象中能量是守恒的!请你帮他补出计算和判断过程（分析第一次实验数据即可）：
（3）本实验中的误差主要来源于是什么？知道吗：那个著名物理学家叫焦耳！那个伟大的定律叫能量守恒定律！刚才你所经历的正是这个伟大工作的一个缩影．对此用一句话谈谈你的感受．

Answer 1

分析：（1）已知大配重下降，小配重上升，合力为420N，根据W=Gh求得配重升降一次对动叶轮做功；
（2）利用W=Gh计算消耗的机械能，Q=cm△t来计算转化为的内能．
（3）机械能转化为的内能，包括水的内能和摩擦生热产生的内能．

解答：解：（1）小配重重力G_小=100N，大配重重量G_大=520N，合力为420N，
每升降一次配重各自移动的距离h=1m，即绳子一端移动的距离是1m．
∴对叶对水做的功为：
W=G?h=420N×1m=420J；
（2）由表格知，升降一次水温升高0.2℃，
∴水吸收的热量是：
Q=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×0.5kg×0.2℃=420J；
∵Q=W，
∴能量是守恒的．
（3）机械能转化为的内能，包括水的内能和摩擦生热产生的内能．克服摩擦做功消耗一部分能量；实验结论是建立在大量的实验的基础上．
谈感受合理即可，例如：真理往往是不断探索，反复试验得出的；对待科学要做到一丝不苟的精神等．
答：（1）配重升降一次对动叶轮做功是420J；
（2）见解答部分；
（3）本实验中的误差主要来源于克服摩擦做功消耗一部分能量；实验结论是建立在大量的实验的基础上．

点评：本题考查能量转化和热量的计算的有关问题，关键知道能量是守恒的．能量在转移和转化的过程中，能的总量是不变的．