Question

（1）有人根據(jù)古埃及文明發(fā)展史推測，描繪了三千多年前古埃及人修建金字塔時的一個場景（圖）．在這個場景中，運用到的物理知識有：①______；
②______．
（2）如圖展示了一個極具想象力的設想，其大意是：上面水池中的水流下來，沖擊葉輪轉(zhuǎn)動；葉輪帶動打磨輪和水泵的軸轉(zhuǎn)動；人利用打磨輪打磨工件，同時，運轉(zhuǎn)的水泵又把流到下面水池中的水抽到上面的水池中…，只要一開始在上面水池中注滿水，就能通過水的上下循環(huán)，使機器不停地工作．
①你認為，上面水池中流下來的水，能否被水泵全部抽送到上面水池中？并說明理由．
②這個設想曾得到不少人的贊許，并把這個裝置譽為“永動機”．請運用你掌握的知識，說明這個裝置是否真能“永動”？

Answer 1

解：（1）將巨大的石塊由低處提升到高處時為了省力，使用了杠桿，由此聯(lián)想到有關杠桿的物理知識：杠桿原理（或“杠桿”、“省力杠桿”）
在水平方向上移動大石塊時，為了省力，在大石塊的下方墊上了圓木，將石塊與地面的滑動摩擦變?yōu)榱藵L動摩擦，由此可聯(lián)想到有關減小摩擦的知識：用滾動代替滑動，減小摩擦（或“滾動摩擦力比滑動摩擦力小”、“滾動摩擦小”）

（2）①不能．因為，高處水池中水的重力勢能，只有部分轉(zhuǎn)化為葉輪的動能；而葉輪的動能部分用來打磨物體及轉(zhuǎn)動部分摩擦做功，不會全部提供給水泵用來提升水．或簡答為“用于水泵提升水的能量只是從上面流下的水的動能的一部分”．
②不能．由于從上面流到下面水池過程中，由于用來打磨物體消耗能量，故流下來的水不能全部被抽送到上面的水池中．即流下來的水要比抽上去的水多，隨著時間的推移，上面水池中的水越來越少，一定時間后便不再有水從上面流下來，所以這個裝置不能夠“永動”．

故答案為：（1）①杠桿原理；②用滾動代替滑動，減小摩擦．
（2）①用于水泵提升水的能量只是從上面流下的水的動能的一部分．
②由于從上面流到下面水池過程中，由于用來打磨物體消耗能量，故流下來的水不能全部被抽送到上面的水池中．即流下來的水要比抽上去的水多，隨著時間的推移，上面水池中的水越來越少，一定時間后便不再有水從上面流下來，所以這個裝置不能夠“永動”．
分析：（1）將非常巨大笨重的石塊移動位置，就要從省力的角度出發(fā)，觀察圖中哪些地方可以省力是此題的入手點．由圖可知，提升石塊時，用到了杠桿；水平移動石塊時，下面墊上了圓木．
（2）此題要從能量的角度入手去分析解決：水從高處落下沖擊葉輪，有一部分重力勢能轉(zhuǎn)化為葉輪的動能，還有一部分重力勢能轉(zhuǎn)化為掉入水池中的水的動能．轉(zhuǎn)化為葉輪的動能的那部分能量也沒有全部提供給水泵用來提升水，還有一部分用來打磨物體及轉(zhuǎn)動部分摩擦做功．總之，明確在這個過程中存在著能量的流失是解此題的關鍵．
點評：在（1）中認真觀察圖中給出的物理情景是解題的關鍵所在．而在（2）中，明確裝置中的能量轉(zhuǎn)化過程，知道能量的損失是解此題的核心．