题目内容
(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
②
(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”?
杠杆原理
杠杆原理
;②
变滑动摩擦为滚动摩擦
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”?
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.
(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”.
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.
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