题目内容

6.水从20m高处落下,如果水的重力势能的20%用来使水的温度升高,则水下落后温度升高多少?已知水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃)(g取10m/s2

分析 先求解出重力势能的减小量,再得到内能的增加量,最后根据公式Q=Cm△t列式求解.

解答 解:重力势能的减小量为:△Ep=mgh   ①
内能增加量为:△E=20%×△Ep    ②
Q=Cm△t=△E     ③
联立以上三式解得:
△t=0.01°C
答:水下落后温度升高0.01°C.

点评 本题要根据能量守恒定律和内能表达式列式求解得到水温的变化,能够表示出重力势能和内能是关键.

练习册系列答案
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17.两位同学用如图甲所示装置,通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律.

①实验中必须满足的条件是BC.
A.斜槽轨道尽量光滑以减小误差
B.斜槽轨道末端的切线必须水平
C.入射球A每次必须从轨道的同一位置由静止滚下
D.两球的质量必须相等
②测量所得入射球A的质量为mA,被碰撞小球B的质量为mB,图甲中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影,实验时,先让入射球A从斜轨上的起始位置由静止释放,找到其平均落点的位置P,测得平抛射程为OP;再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放,与小球B相撞,分别找到球A和球B相撞后的平均落点M、N,测得平抛射程分别为OM和ON.当所测物理量满足表达式mAOP=mAOM+mBON时,即说明两球碰撞中动量守恒;如果满足表达式mAOP2=mAOM2+mBON2时,则说明两球的碰撞为完全弹性碰撞.
③乙同学也用上述两球进行实验,但将实验装置进行了改装:如图乙所示,将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上,用来记录实验中球A、球B与木条的撞击点.实验时,首先将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触,让入射球A从斜轨上起始位置由静止释放,撞击点为B′;然后将木条平移到图中所示位置,入射球A从斜轨上起始位置由静止释放,确定其撞击点P′;再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放,与球B相撞,确定球A和球B相撞后的撞击点分别为M′和N′.测得B′与N′、P′、M′各点的高度差分别为h1、h2、h3.若所测物理量满足表达式$\frac{{m}_{A}}{\sqrt{{h}_{2}}}=\frac{{m}_{A}}{\sqrt{{h}_{3}}}+\frac{{m}_{B}}{\sqrt{{h}_{1}}}$时,则说明球A和球B碰撞中动量守恒.

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