Question

20．如圖所示，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，沖擊葉輪轉動，葉輪帶動打磨輪和水泵的軸轉動，人利用打磨輪打磨工件，同時，運轉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，使機器不停地工作．這個設想曾得到不少人的贊許，并把這個裝置譽為“永動機”．
（1）請你分析一下，上面水池中的水的勢能共轉化為動能、內能等幾種形式的能．
（2）請運用你掌握的知識，說明這個裝置是否真能“永動”？請說明理由．

Answer 1

分析 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化為葉輪的動能，還有一部分重力勢能轉化為掉入水池中的水的動能．轉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．

解答 解：（1）上面水池中的水流下來，沖擊葉輪轉動是重力勢能轉化為動能；人們利用打磨輪打磨工件是機械能轉化為內能；
（2）這個裝置不能能“永動”，因為高處水池中水的重力勢能，只有部分轉化為葉輪的動能，而葉輪的動能部分用來打磨物體及克服轉動部分的摩擦做功，不會全部提供給水泵用來提升水，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）動能、內能；（2）不能；因為高處水池中水的重力勢能，只有部分轉化為葉輪的動能，而葉輪的動能部分用來打磨物體及克服轉動部分的摩擦做功，不會全部提供給水泵用來提升水．

點評 解答本題需要清楚，機械能的轉化并不是100%的，在轉化的過程中總是會有部分能量的損失．