Question

20．这是一个著名物理学家发现一个伟大定律的实验装置！
仔细观察后回答：
（1）装置中的两个配重的重量不等，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升高（填变化情况），原因是机械能转化为内能．
（2）实验中科学家某次测得了的数据如下：小配重重量G_小=100N，大配重重量G_大=520N，每升降一次配重各自移动的距离，L=1m，热量计中水的质量m=500 克，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

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、判断过程（只需分析一次实验）：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．
则对叶对水做的功为：
W=G•h=420N×1m=420J；
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；
所以W=Q．．
（3）本实验中的误差主要来源于（写两条）克服摩擦做功消耗一部分能量；装置本身吸收一部分能量．

Answer 1

分析 （1）动叶轮不停的转动，叶轮对水做功，机械能转化成内能，水的温度升高．
（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）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升高；因为对水做功，水的内能增加；机械能转化为内能．
（2）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．
则对叶对水做的功为：
W=G•h=420N×1m=420J；
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；
所以W=Q．
（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；装置本身吸收一部分能量．
故答案为：（1）升高；机械能转化为内能；
（2）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．
则对叶对水做的功为：
W=G•h=420N×1m=420J；
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；
所以W=Q；
（3）克服摩擦做功消耗一部分能量；装置本身吸收一部分能量．

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．