Question

（1）有人根据古埃及文明发展史推测，描绘了三千多年前古埃及人修建金字塔时的一个场景（图）．在这个场景中，运用到的物理知识有：①

杠杆原理

；
②

变滑动摩擦为滚动摩擦

．
（2）如图展示了一个极具想象力的设想，其大意是：上面水池中的水流下来，冲击叶轮转动；叶轮带动打磨轮和水泵的轴转动；人利用打磨轮打磨工件，同时，运转的水泵又把流到下面水池中的水抽到上面的水池中…，只要一开始在上面水池中注满水，就能通过水的上下循环，使机器不停地工作．
①你认为，上面水池中流下来的水，能否被水泵全部抽送到上面水池中？并说明理由．
②这个设想曾得到不少人的赞许，并把这个装置誉为“永动机”．请运用你掌握的知识，说明这个装置是否真能“永动”？

Answer 1

分析：（1）将非常巨大笨重的石块移动位置，就要从省力的角度出发，观察图中哪些地方可以省力是此题的入手点．由图可知，提升石块时，用到了杠杆；水平移动石块时，下面垫上了圆木．
（2）此题要从能量的角度入手去分析解决：水从高处落下冲击叶轮，有一部分重力势能转化为叶轮的动能，还有一部分重力势能转化为掉入水池中的水的动能．转化为叶轮的动能的那部分能量也没有全部提供给水泵用来提升水，还有一部分用来打磨物体及转动部分摩擦做功．总之，明确在这个过程中存在着能量的流失是解此题的关键．

解答：解：（1）将巨大的石块由低处提升到高处时为了省力，使用了杠杆，由此联想到有关杠杆的物理知识：杠杆原理（或“杠杆”、“省力杠杆”）
在水平方向上移动大石块时，为了省力，在大石块的下方垫上了圆木，将石块与地面的滑动摩擦变为了滚动摩擦，由此可联想到有关减小摩擦的知识：用滚动代替滑动，减小摩擦（或“滚动摩擦力比滑动摩擦力小”、“滚动摩擦小”）

（2）①不能．因为，高处水池中水的重力势能，只有部分转化为叶轮的动能；而叶轮的动能部分用来打磨物体及转动部分摩擦做功，不会全部提供给水泵用来提升水．或简答为“用于水泵提升水的能量只是从上面流下的水的动能的一部分”．
②不能．由于从上面流到下面水池过程中，由于用来打磨物体消耗能量，故流下来的水不能全部被抽送到上面的水池中．即流下来的水要比抽上去的水多，随着时间的推移，上面水池中的水越来越少，一定时间后便不再有水从上面流下来，所以这个装置不能够“永动”．

故答案为：（1）①杠杆原理；②用滚动代替滑动，减小摩擦．
（2）①用于水泵提升水的能量只是从上面流下的水的动能的一部分．
②由于从上面流到下面水池过程中，由于用来打磨物体消耗能量，故流下来的水不能全部被抽送到上面的水池中．即流下来的水要比抽上去的水多，随着时间的推移，上面水池中的水越来越少，一定时间后便不再有水从上面流下来，所以这个装置不能够“永动”．

点评：在（1）中认真观察图中给出的物理情景是解题的关键所在．而在（2）中，明确装置中的能量转化过程，知道能量的损失是解此题的核心．