Question

20．如图所示，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．这个设想曾得到不少人的赞许，并把这个装置誉为“永动机”．
（1）请你分析一下，上面水池中的水的势能共转化为动能、内能等几种形式的能．
（2）请运用你掌握的知识，说明这个装置是否真能“永动”？请说明理由．

Answer 1

分析 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）上面水池中的水流下来，冲击叶轮转动是重力势能转化为动能；人们利用打磨轮打磨工件是机械能转化为内能；
（2）这个装置不能能“永动”，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克服转动部分的摩擦做功，不会全部提供给水泵用来提升水，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）动能、内能；（2）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克服转动部分的摩擦做功，不会全部提供给水泵用来提升水．

点评 解答本题需要清楚，机械能的转化并不是100%的，在转化的过程中总是会有部分能量的损失．