Question

【题目】图是物理学家焦耳设计并制作实验装置的示意图，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，导致热量计中水的温度上升，从而实现能量转化。实验中某次测得数据如下：小配重的重力为100N，大配重的重力为520N，每升降1次大小配重各自移动的距离为1m，热量计中水的质量为500g。热量计与外界没有热交换。(c水=4.2×103J/(kg·℃)

升降次数与水温变化的关系如下表：

升降次数	1	2	3	4	5	6
温度变化/℃	0.19	0.38	0.57	0.76	0.95	1.14

（1）请计算配重升降一次对动叶轮做的功是______________J；

（2）水温度升高0.2℃吸收的热量是__________J；

（3）根据第一组数据减小的机械能_______(选填“大于”、“等于”、“小于”)增加的内能。这是因为________。

Answer 1

【答案】420 420 大于 克服摩擦力做功，消耗了部分机械能

【解析】

(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，所以一次对动叶轮做的功为：

W=Gh=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：

；

(3)根据第一组实验数据可以看出，减小的机械能大于增加的内能，因为在实验过程中，还需要克服摩擦力做功，消耗了部分机械能。

答：(1) 配重升降一次对动叶轮做的功是420J；

(2) 水温度升高0.2℃吸收的热量是420J；

(3) 第一组数据减小的机械能大于增加的内能，这是因为克服摩擦力做功，消耗了部分机械能。