1845年焦耳做了最好的用摩擦加热液体的实验。实验如图所示：他在容器里装一定质量的水，中间安上带有叶轮的转轴，转轴上绕上绳子，绳子另一端通过滑轮与重物相连。当重物下降时，绳子拉动转轴转动，带动叶片旋转，由于叶片和水的摩擦，容器里的水温度升高。通过测量和计算，可以比较重物减少的机械能与水增加的内能的关系。该实验为能量守恒定律的确立奠定了定量的实验基础

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1. 1845年焦耳做了最好的用摩擦加热液体的实验。实验如图所示：他在容器里装一定质量的水，中间安上带有叶轮的转轴，转轴上绕上绳子，绳子另一端通过滑轮与重物相连。当重物下降时，绳子拉动转轴转动，带动叶片旋转，由于叶片和水的摩擦，容器里的水温度升高。通过测量和计算，可以比较重物减少的机械能与水增加的内能的关系。该实验为能量守恒定律的确立奠定了定量的实验基础

(1) 若实验中两个重物的总质量为25kg，下降高度为10m，则这两个重物减少的总机械能为J

(2) 若容器中水的质量为0.5kg，实验测得水温升高1℃，请计算水内能的增加量(c_水=4.2×10³J/Kg℃)

(3) 某兴趣小组多次重复以上实验，发现实验结果和能量守恒定律并不吻合。请写出造成这种结果的可能原因(写一种即可)

【考点】

功的计算公式的应用; 热量的计算;

【答案】

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解答题普通

1. 人类的祖先钻木取火，为人类文明揭开了新的一页。钻木取火的一种方法如图所示，将削尖的木棒伸到木板的洞里，用力压住木棒来回拉动钻弓。木棒在木板的洞里转动时，板与棒互相摩擦，机械能转化为内能，而热集中在洞内，不易散发，提高了木棒尖端的温度，当达到约260℃时木棒便开始燃烧。因木头是热的不良导体，故受热厚度很薄，木棒受热部分的质量只有0.25克。已知：来回拉一次钻弓需1.0秒，弓长为s=0.25米，人拉弓的力为16牛顿，木头比热c=2×10³焦／(千克·℃)，室温为20℃。问：

(1) 人来回拉一次钻弓克服摩擦力所做的功为多少?

(2) 人克服摩擦力做功使机械能转化为内能，若其中有25%被木棒尖端吸收，则1秒内可使木棒尖端温度提高多少℃?

(3) 请你估算用多长时间才能使木棒燃烧起来?

解答题普通

2. 如图所示，这是物理学家焦耳设计并制作的实验装置。装置中的两个配重重力不等，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，从而导致热量计中水的温度上升，实现能量转化。实验中科学家某次测得数据如下：

小配重重力G小=100 N，大配重重力G大=520 N，每升降一次配重各自移动的距离h=1m，热量计中水的质量m=500 g，升降次数与水温变化的关系：

(1) 请计算配重升降一次对动叶轮做功是J。

(2) 水温度升高0.2℃相当于吸收了J的热量，

(3) 在该实验中机械能转化为内能，根据第一组数据减小的机械能(选填“大于”“小于”或“等于”)增加的内能。

(4) 本实验中的误差来源于(写出一条即可)。

(5) 焦耳在这个实验的基础上继续研究，率先提出了定律。

解答题普通

如图所示的叉车是工业搬运车辆，是指对成件托盘货物进行装卸、堆垛和短距离运输作业的各种轮式搬运车辆．某品牌叉车的相关数据如表所示．

自重	4300kg	最大行驶速度	20km/h	行走方式	内燃式叉车
额定起重量	2000kg	起升高度	3000mm	额定功率	63kW

某次装货过程中，该叉车载着2000kg货物以最大行驶速度水平行驶将货物送往1km货车处，然后将2000kg货物举高2m．叉车水平行驶过程中受到阻力为总重的0.03倍。求：

(1) 叉车行驶1km克服摩擦力做的功。

(2) 将货物举起时对货物做的功。

(3) 若在整个过程中消耗汽油0.5L，计算叉车的效率。（计算结果保留到0.1%）（q_汽油=4.6×10⁷J/kg，ρ_汽油=0.72×10³kg/m³）

解答题普通