Question

8．根據(jù)能量轉化與守恒定律，在與外界沒有熱傳遞的條件下，物體內能的增加量與外界對物體做功多少相等．未來驗證此規(guī)律，某興趣小組設計了如圖所示的實驗，在容器里裝一定質量的水，中間裝上帶有葉片的轉軸，轉軸上繞上繩子，繩子另一端通過滑輪與一重物相連，當重物下降時，繩子拉動轉軸轉動，帶動葉片旋轉，使容器里的水溫度升高，結合結合水的比熱計算出水中增加的內能．以此驗證水的內能增加量與重物的重力做功多少是否相等．
（1）為了完成此實驗，除已提供質量的電子天平外，還需要的測量工具有刻度尺、溫度計．
（2）興趣小組在實驗過程中發(fā)現(xiàn)，水內能的增加量小于重物做功的大小，請寫出造成這種現(xiàn)象的一種原因滑輪存在摩擦．
（3）改進實驗后，獲得那如表數(shù)據(jù)，規(guī)律得到驗證．

實驗序號	重物質量（千克）	下降高度（米）	升高溫度（℃）
1	20	5	0.5
2	20	10	1.0
3	20	15	1.5
4	10	10	0.5
5	30	10	1.5
6	40	10	2.0

若使容器內相同質量水的溫度升高2.5℃，則25千克的重物需下降20米．

Answer 1

分析 （1）實驗中應需要測量重物下降的高度、水升高的溫度；
（2）實驗的過程中存在摩擦；
（3）根據(jù)表格中的每千克的重物升高1℃時下降的高度分析．

解答 解：（1）實驗中應需要用刻度尺測量重物下降的高度、用溫度計水升高的溫度；
（2）在實驗的過程中，由于滑輪存在摩擦、液體會散熱等情況，使得水內能的增加量小于重物做功的大�。�
（3）由1次實驗可知：20kg的重物下降10m，升高的溫度為1℃，則每kg的重物下降1m，升高的溫度為$\frac{1℃}{20kg×10m}$；
使容器內相同質量水的溫度升高2.5℃，則需要的高度為：h=$\frac{2.5℃}{\frac{1℃}{\frac{20kg×10m}{25kg}}}$=20m．
故答案為：（1）刻度尺、溫度計；（2）滑輪存在摩擦；（3）20．

點評 本題考查了實驗工具的選擇、能量的轉化及實驗數(shù)據(jù)的分析，有一定的難度．