Question

【題目】大家都知道：“摩擦生熱”。那摩擦做功與生熱之間存在怎樣的關(guān)系？

焦耳等科學(xué)家運(yùn)用多種方法、不同實(shí)驗(yàn)，測(cè)出做功(W)和做功產(chǎn)生的熱(Q)兩者之間的比值關(guān)系。其中最經(jīng)典的是1847年焦耳設(shè)計(jì)的槳葉輪實(shí)驗(yàn)：如圖甲，在一個(gè)裝滿水的絕熱桶里放入銅制的翼輪，多次用下落的重物帶動(dòng)翼輪上的葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片與水摩擦，產(chǎn)生的熱使水的溫度升高。焦耳通過(guò)測(cè)量_______________和重物下落的距離，計(jì)算出重物做的功，即翼輪克服水的摩擦所做的功(W )；測(cè)量絕熱桶中水升高的溫度，從而計(jì)算出水吸收的熱(Q )。

(1) 焦耳做這個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的是_______________________________________________________。

(2)小柯利用刻度尺、溫度計(jì)、天平、雙層真空平底圓柱體保溫杯、水等器材，粗略測(cè)量做功和做功產(chǎn)生的熱之間的比值關(guān)系。具體方案是：

①用刻度尺測(cè)量空保溫杯內(nèi)部高度，記為h杯。

②用天平稱量一定質(zhì)量的水，記為m水，用溫度計(jì)測(cè)出水的溫度，記為t1。

③將水倒入保溫杯中，測(cè)量杯中水的高度，記為h水。計(jì)算出h杯－h水，這也就是杯中水下落的高度。

④在保溫杯蓋子上安裝一支分度值為0.1℃的溫度計(jì)(連接處密閉絕熱)，蓋緊保溫杯，如圖乙。

⑤_______________________________________(填寫(xiě)操作)，計(jì)算出水的重力所做的功(W)。

⑥測(cè)出杯中水的溫度，記為t2，計(jì)算出水吸收的熱(Q)。

⑦根據(jù)⑤、⑥數(shù)據(jù)，得出兩者的比值關(guān)系。

Answer 1

【答案】所掛重物的重力(質(zhì)量) (1) 研究摩擦做功和產(chǎn)生熱量的關(guān)系 (2)將保溫杯慢慢上下翻轉(zhuǎn)多次(n次)

【解析】

試題分析：根據(jù)W=Gh知要計(jì)算出重物做的功，需要測(cè)量所掛物體的重力G和重物下落的距離h；（1）由題意知焦耳做這個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的是研究摩擦做功和產(chǎn)生熱量的關(guān)系；（2）要粗略測(cè)量做功和做功產(chǎn)生的熱之間的比值關(guān)系，具體方案是：①用刻度尺測(cè)量空保溫杯內(nèi)部高度，記為h杯；②用天平稱量一定質(zhì)量的水，記 為m水，用溫度計(jì)測(cè)出水的溫度，記為t1；③將水倒入保溫杯中，測(cè)量杯中水的高度，記為h水；計(jì)算出h杯﹣h水，這也就是杯中水下落的高度．④在保溫杯蓋子上安裝一支分度值為0.1℃的溫度計(jì)（連接處密閉絕熱），蓋緊保溫杯，如圖乙；⑤將保溫杯慢慢上下翻轉(zhuǎn)多次（n次），根據(jù)W=Gh=nm水g（h杯﹣h水），算出水的重力所做的功W．⑥測(cè)出杯中水的溫度，記為t2，計(jì)算出水吸收的熱（Q）；⑦根據(jù)⑤、⑥數(shù)據(jù)，得出兩者的比值關(guān)系。