12.(4分)下图是《天工开物》一书中记载的古人用脚踏碓将稻米去皮的情境。脚踏碓实质是费力杠杆。碓头砸打稻米时，动能越大，稻米越容易去皮。

(1)请分析脚踏碓做成费力杠杆使稻米容易去皮的原因。
(2)早在汉代，人们就学会了用水力代替人力，脚踏碓就演变成水碓。水碓一般安装在水流较急的地方，请从能量角度分析其安装在水流较急地方的原因。

12.(1)脚踏碓做成费力杠杆,脚踩下较小的距离,可以将碓举高较大的距离,获得较大的重力势能,转化为动能,使得打击的速度很大,容易将稻米去皮。
(2)水碓一般安装在水流较急的地方,相同的水的动能较大,可以做功较多,容易将稻米去皮。

【分析】
要解决这两个问题，需结合杠杆的特点和动能的相关知识：
1. 第一问需明确费力杠杆“费力但省距离”的特点，结合重力势能与动能的转化分析碓头的能量变化；
2. 第二问需利用动能的影响因素，分析水流速度对水的动能的影响，进而说明水碓的工作原理。
【解析】
(1) 脚踏碓是费力杠杆，费力杠杆的动力臂小于阻力臂，工作时脚（动力作用点）踩下较小的距离，就能使碓头（阻力作用点）移动较大的距离，从而将碓头举到更高位置。碓头质量一定，高度越高，重力势能越大；下落时重力势能转化为动能，动能越大，砸打稻米的作用力越强，越容易去皮。
(2) 动能大小与质量和速度有关，公式为$ E_k=\frac{1}{2}mv^2 $。水流较急时，水的速度更大，在水的质量一定的情况下，速度越大，水的动能越大；水碓依靠水的动能做功，动能越大，能做的功越多，越容易将稻米去皮。
【答案】
12.(1)脚踏碓做成费力杠杆,脚踩下较小的距离,可以将碓举高较大的距离,获得较大的重力势能,转化为动能,使得打击的速度很大,容易将稻米去皮。
(2)水碓一般安装在水流较急的地方,相同的水的动能较大,可以做功较多,容易将稻米去皮。
【知识点】
杠杆的分类、动能与势能转化、动能的影响因素
【点评】
本题结合古代科技发明考查物理知识的实际应用，体现了物理与传统文化、生活的联系，要求学生将理论知识应用到具体情境中，难度适中。
【难度系数】
0.6