初中物理摩擦生热实验

观察与思考
1.如图1所示，把皮带缠在铜管外面不断地来回拉动时，装有乙醚的铜管和塞子将发生什么现象?塞子从铜管口冲出来，说明了什么?
2.这个实验为什么选用乙醚?如果选用水行吗?
3.如果不断地来回拉动皮带，但是塞子还是没有冲出来，本实验还能否证明摩擦生热现象?
4.如果把铜管改成塑料管，实验效果将更加明显还是不太明显?为什么?

实验原理
1．克服摩擦做功可以生热。
2．克服摩擦做功的过程就是物体内能增大的过程
 

 

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实验结论
摩擦时外界对物体做功，物体的温度升高内能增加，物体对外做功时，物体的内能减少。

实验考点
这个实验的主要考查要求是在实验的结论的应用，实验相似内容的判断上，多以填空、选择题为主。

经典考题
1. 陨石进入大气层后速度越来越快，这是由于 _____能转化成了动能；同时它与空气摩擦导致温度升高，形成“流星”，这时除了动能，它的______能增大。
2. 如图所示把一个金属管固定在桌子上，里面放一些酒精，用塞子塞紧，此时设酒精的内能为E1，拿一根绳子在管外绕几圈并迅速地来回拉绳子，塞子会飞出去，设塞子飞出时动能为E，塞子飞出前瞬间酒精内能为E2，在人拉绳子的过程中，人对绳做功为W，则 （ ）
 
A. E=E₂B. W=E C. W> E₂- E₁D. E=E₁
3. 如图所示，是用于锻炼身体的体育器材——跑步机。人在跑步机上可以实现快走或跑步动作，达到锻炼身体的目的。下面关于人在跑步过程中的叙述，错误的是（ ）
 
A. 人对跑步机做了功
B. 人对跑步机没有做功
C. 人体消耗的能量一部分转化为跑步机的内能
D. 脚底与跑步机间有摩擦作用
举一反三
1．制作航空模型飞机时，用砂纸打磨航模材料，会感觉砂纸和航模材料都发烫了，这是否属于摩擦生热?
2．用泡沫塑料制作建筑模型，常需用美工刀切割泡沫塑料，如果切割后美工刀变得很烫，而泡沫塑料却没有烫的感觉，这是否属于摩擦生热?泡沫塑料的内能是否增加?
3．汽车在紧急刹车时，会在柏油路面上留下黑色的痕迹，称为"拖印"，交通警察可将"拖印"的长度作为处理事故的依据之一。"拖印"是怎样形成的?"拖印"的长度不同，说明了什么?

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观察与思考答案
1．管内气体压强增大。
2．乙醚沸点低，吸收不太多的热量即可达到沸点并大量汽化。水的比热容很大，温度不易升高，实验效果不明显。
3．能。用手摸铜管，可以感觉到铜管温度明显高于室温。
4．不明显。塑料是热的不良导体，管内液体温度不易升高。

经典考题答案
1. 陨石进入大气层后，其重力势能转化为动能，因此动能增加，但是，由于其和空气摩擦做功，使自身的内能增加，温度升高。
答案：重力势 内
2. 对金属管做功，其内能增加，并对酒精进行热传递，使其内能增加。对外（塞子）做功后，塞子机械能增加，酒精的内能减少。
答案：C
3. 在跑步机上跑步时，人的脚与机器上的皮带之间有静摩擦，这个摩擦力对皮带做功，使其机械能增加，最终这个能量转化为内能。
答案：B

举一反三答案
1．是。
2．是。刀是铁制的，铁是热的良导体，使手感到烫。而泡沫塑料是热的不良导体，不易使手感到烫。两者的温度都升高，泡沫塑料的内能也增加。
3．紧急刹车时，汽车由于惯性继续向前运动，而车轮被刹住不会转动，造成轮胎与地面发生滑动摩擦。摩擦产生大量热，使轮胎与路面接触的部分温度急剧升高，以致造成柏油局部熔化而留下痕迹，直至车辆完全停下。拖印越长，表明汽车克服摩擦做功越多，即汽车动能越大。