大家都知道:“摩擦生热”.那摩擦做功与生热之间存在怎样的关系?焦耳等科学家运用多种方法、不同实验,测出做功(W...
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大家都知道:“摩擦生热”.那摩擦做功与生热之间存在怎样的关系?焦耳等科学家运用多种方法、不同实验,测出做功(W)和做功产生的热(Q)两者之间的比值关系.其中最经典的是1847年焦耳设计的桨叶轮实验:如图*,在一个装满水的绝热桶里放入铜制的翼轮,多次用下落的重物带动翼轮上的叶片转动,转动的叶片与水摩擦,产生的热使水的温度升高.焦耳通过测量 和重物下落的距离,计算出重物做的功,即翼轮克服水的摩擦所做的功(W );测量绝热桶中水升高的温度,从而计算出水吸收的热(Q ).
(1)焦耳做这个实验的目的是 .
(2)小柯利用刻度尺、温度计、天平、双层真空平底圆柱体保温杯、水等器材,粗略测量做功和做功产生的热之间的比值关系.具体方案是:
①用刻度尺测量空保温杯内部高度,记为h杯.
②用天平称量一定质量的水,记为m水,用温度计测出水的温度,记为t1.
③将水倒入保温杯中,测量杯中水的高度,记为h水.计算出h杯﹣h水,这也就是杯中水下落的高度.
④在保温杯盖子上安装一支分度值为0.1℃的温度计(连接处密闭绝热),盖紧保温杯,如图乙.
⑤ (填写*作),计算出水的重力所做的功(W).
⑥测出杯中水的温度,记为t2,计算出水吸收的热(Q).
⑦根据⑤、⑥数据,得出两者的比值关系.
【回答】
【分析】根据W=Gh要计算出重物做的功,需要测量G与h.
(1)由题意解答即可;
(2)将保温杯慢慢上下翻转多次(n次),根据W=Gh算出水的重力所做的功,再算出与水吸收的热(Q)之比.
【解答】解:根据W=Gh知要计算出重物做的功,需要测量所挂物体的重力G和重物下落的距离h;
(1)由题意知焦耳做这个实验的目的是研究摩擦做功和产生热量的关系;
(2)要粗略测量做功和做功产生的热之间的比值关系,具体方案是:
①用刻度尺测量空保温杯内部高度,记为h杯.
②用天平称量一定质量的水,记为m水,用温度计测出水的温度,记为t1.
③将水倒入保温杯中,测量杯中水的高度,记为h水.计算出h杯﹣h水,这也就是杯中水下落的高度.
④在保温杯盖子上安装一支分度值为0.1℃的温度计(连接处密闭绝热),盖紧保温杯,如图乙.
⑤将保温杯慢慢上下翻转多次(n次),根据W=Gh=nm水g(h杯﹣h水),算出水的重力所做的功W.
⑥测出杯中水的温度,记为t2,计算出水吸收的热(Q).
⑦根据⑤、⑥数据,得出两者的比值关系.
故*为:所挂重物的重力; (1)研究摩擦做功和产生热量的关系;(2)将保温杯慢慢上下翻转多次(n次).
【点评】本题考查了“研究摩擦做功和产生热量的关系”的实验设计的实验目的、实验步骤等知识,难度不是很大.
知识点:各地中考
题型:实验,探究题
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