題目列表(包括答案和解析)
6.物理知識(shí)的應(yīng)用
知 識(shí) 點(diǎn) | 應(yīng) 用 | ||
1.聲吶 | 測(cè)海深 | ||
2.密度 | 鑒別物質(zhì) 判斷是否空心 判斷浮沉。 | ||
3.在一定范圍內(nèi),拉力越大,彈簧被拉得越長(zhǎng) | 制成測(cè)力計(jì) | ||
4.重力的方向總是豎直向下的 | 制成重垂線 水平器 | ||
5.關(guān)于摩擦力的大小 | 增減摩擦的方法 | ||
6.慣性 | 解釋現(xiàn)象 | ||
7.二力平衡 | 測(cè)滑動(dòng)摩擦力 驗(yàn)證液體內(nèi)部的壓強(qiáng)公式p=ρgh | ||
8.力使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變 物體在非平衡力作用下的運(yùn)動(dòng)。 | 解釋物體由靜變動(dòng),由動(dòng)變靜,加速,減速,改變運(yùn)動(dòng)方向作曲線運(yùn)動(dòng)等 | ||
9.壓強(qiáng) | 增減壓強(qiáng)的方法 | ||
10.液體的壓強(qiáng) | 水壩下部建造得比上部寬,潛水深度有限度 | ||
11.連通器 | 茶壺、鍋爐水位器…… | ||
12.托里拆利實(shí)驗(yàn) | 制成水銀氣壓計(jì) | ||
13.大氣壓 | 自來(lái)水筆吸墨水,抽水機(jī),茶壺蓋上開(kāi)有一小孔,用吸管吸飲料,高度計(jì),醫(yī)院輸液打針 | ||
14.氣體壓強(qiáng)跟體積的關(guān)系 | 風(fēng)箱,噴霧器,打氣筒,抽氣機(jī),空氣壓縮機(jī)等 | ||
15.物體的浮沉條件 | 密度計(jì),輪船,氣球,飛艇,潛水艇,孔 明燈,鹽水選種,測(cè)人體血液的密度,解 釋煮餃子時(shí),生沉熟浮等 | ||
16.杠桿的平衡條件 | 判斷杠桿類型,求最小動(dòng)力,判斷動(dòng)力變 化情況進(jìn)行有關(guān)計(jì)算 | ||
17.光的直線傳播 | 射擊時(shí)的瞄準(zhǔn),解釋小孔成像,影的形成, 日食,月食的形成“坐井觀天,所見(jiàn)甚小”, 確定視野,判斷能否看見(jiàn)物體或像,激光 準(zhǔn)直測(cè)距等 | ||
18.鏡面反射 | 解釋黑板“反光”,看不清上面的字 | ||
19.漫反射 | 解釋能從各個(gè)方向都看到不發(fā)光的物體 | ||
20.平面鏡 | 成像、鏡前整容,糾正姿勢(shì),制成潛望鏡、 萬(wàn)花筒,墻上掛大平面鏡,擴(kuò)大視覺(jué)空間、 改變光路(如將斜射的陽(yáng)光,豎直向下反 射照亮井底),測(cè)微小角度,平面鏡轉(zhuǎn)過(guò)θ角,反射光線改變2θ角…… | ||
21.光的折射 | 筷子斜插入水中,浸在水中部分向上偏折視深度小于實(shí)際探度,視高大于真高 | ||
22.凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用 | 粗測(cè)凸透鏡的焦距 | ||
23.凸透鏡成像規(guī)律 | u>2f,照相機(jī);f<u<2f幻燈機(jī)、投影儀、 電影放映機(jī);u<f放大鏡;確定凸透鏡f 的范圍,照相機(jī)、幻燈機(jī)的調(diào)節(jié) | ||
24.液體的熱脹冷縮 | 制成常用的液體溫度計(jì) | ||
25.液化技術(shù) | 分離空氣的組成氣體,提取純凈的氣體 | ||
26.蒸發(fā)致冷 | 解釋現(xiàn)象:吹電風(fēng)扇涼快,潑水降溫,包有酒精棉花的溫度計(jì)示數(shù)低于室溫 | ||
27.液化放熱 | 用高溫水蒸氣做飯、燒水。 | ||
28.升華致冷 | 用干冰人工降雨、滅火,在舞臺(tái)上形成 “煙”霧 | ||
29.液體的沸點(diǎn)隨液面上方氣壓的增大(減小)而升高(降低) | 在高山上煮飯用高壓鍋 | ||
30.氣體的加壓液化 | 生活用液化石油氣用增加壓強(qiáng)的方法使石油氣在常溫下液化后裝入鋼罐 | ||
31.三表:熔點(diǎn)表 密度表 比熱容表 | 白熾燈泡燈絲用鎢做,在很冷的地區(qū)宜用酒精溫度計(jì)而不用水銀溫度計(jì)測(cè)氣溫;水的比熱容比較大,解釋在沿海地區(qū)白天和晚上的氣溫變化不大。 注意:固體和液體相比較,不能說(shuō)液體密度總比固體的小 | ||
32.電流的熱效應(yīng) | 制成各種電熱器,白熾電燈,保險(xiǎn)絲 | ||
33.電流的化學(xué)效應(yīng) | 提煉鋁、銅、電解、電鍍 | ||
34.電流的磁效應(yīng) | 制成電磁起重機(jī),電鈴,電話聽(tīng)筒,利用電磁鐵制成電磁繼電器,用于自動(dòng)控制 | ||
35.決定電阻大小的因素 | 制成變阻器(通過(guò)改變電阻絲的長(zhǎng)度來(lái)改變電阻),油量表 | ||
36.歐姆定律 | 解題,測(cè)電阻 | ||
37.串聯(lián)電路的規(guī)律 | 制成簡(jiǎn)單調(diào)光燈,說(shuō)明電阻箱的結(jié)構(gòu)和原理 | ||
38.磁 | 磁屏蔽 防磁手表 用磁性材料做成錄音帶和錄像帶,磁懸浮列車 | ||
39.通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng) | 制成直流電動(dòng)機(jī) | ||
40.電磁感應(yīng)現(xiàn)象 | 制成發(fā)電機(jī) |
摘要:本文分析了如何挖掘物理題中隱含條件的途徑和方法。并對(duì)物理學(xué)試題題型進(jìn)行歸類、例舉和解析。學(xué)生要解好物理題,必須要有扎實(shí)的物理知識(shí)和相關(guān)學(xué)科的知識(shí),綜合分析和解決問(wèn)題的能力。因此,在物理教學(xué)過(guò)程中要注重提高學(xué)生的解題能力,加強(qiáng)對(duì)解題方法的教學(xué)。 關(guān)鍵詞:隱含條件 物理學(xué) 解題能力 學(xué)習(xí)在解物理習(xí)題時(shí),經(jīng)常會(huì)遇到這種情況,有些解題的必要條件,題中并為明確給出,而是隱含在字里行間。充分挖掘隱含條件,明確題目要求,采用合適方法,選擇正確答案,是解好這類題的關(guān)鍵。本文就如何挖掘試題中的隱含條件,提高解題能力作一例析。 一、從關(guān)鍵詞中挖掘隱含條件 在物理題中,常見(jiàn)的關(guān)鍵用語(yǔ)有:表現(xiàn)為極值條件的用語(yǔ),如“最大”、“最小”、“至少”、“剛好”等,它們均隱含著某些物理量可取特殊值;表現(xiàn)為理想化模型的用語(yǔ),如“理想滑輪”、“輕質(zhì)杠桿”、“光滑水平面”等,扣住關(guān)鍵用語(yǔ),挖掘隱含條件,能使解題靈感頓生。 例1 一個(gè)物體在平衡力的作用下,在光滑水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)這對(duì)平衡力突然消失,則物體將( ) A.立刻停止運(yùn)動(dòng) B.運(yùn)動(dòng)速度越來(lái)越快 C.速度減慢,最后停止 D.仍作勻速直線運(yùn)動(dòng) 解析:題中“光滑水平面”為關(guān)鍵詞。光滑水平面意味著物體不受摩擦力的作用。題目中的物體待平衡力消失后,將不再受力的作用,因此仍要保持勻速直線運(yùn)動(dòng)(牛頓第一定律)。 答案:D 二、從物理學(xué)常識(shí)中找隱含條件 有些題目幾乎沒(méi)有條件,但仔細(xì)研究就會(huì)發(fā)現(xiàn)條件其實(shí)全部隱含于物理常識(shí)中,這就要求學(xué)生根據(jù)題意進(jìn)行發(fā)散性思維,努力挖掘相關(guān)知識(shí),在條件不足的情況下,根據(jù)常識(shí)假設(shè)適當(dāng)?shù)臈l件和數(shù)據(jù)以彌補(bǔ)題中明確給出的已知條件的不足。 例2 一個(gè)中學(xué)生對(duì)地面的壓強(qiáng)大約是(。 A.10Pa B.100Pa C.1000Pa D.10000Pa 解析:此題隱含條件有兩個(gè),一是中學(xué)生的體重約為50kg,二是中學(xué)生雙腳底面積約為5dm2,而這兩個(gè)條件都非常隱蔽,屬于物理學(xué)常識(shí),只要明確了這兩點(diǎn),不難得出正確答案D。 三、從物理學(xué)發(fā)展史中尋找隱含條件 這類試題一般涉及對(duì)物理學(xué)研究有貢獻(xiàn)的科學(xué)家、科研成果和歷史進(jìn)程等,增加了學(xué)生的愛(ài)國(guó)情感,有利于培養(yǎng)學(xué)生的高尚情操,激起學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)知識(shí)的遠(yuǎn)大理想。 例3 發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的發(fā)明使人類步入電氣化時(shí)代,制造發(fā)電機(jī)的主要依據(jù)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,首先發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是(。 A.愛(ài)因斯坦 B.帕斯卡 C.奧斯特 D.法拉第 解析:知道這些科學(xué)家的研究成果和對(duì)社會(huì)的巨大貢獻(xiàn),很快就能準(zhǔn)確地選出正確答案D。 四、從物理現(xiàn)象的出現(xiàn)條件中尋找隱含條件 一定的物理現(xiàn)象的出現(xiàn),是以具備一定的條件為前提的,當(dāng)知道什么條件具備時(shí)可出現(xiàn)什么現(xiàn)象后,一旦題目給出某種現(xiàn)象,馬上可以找出相應(yīng)的隱含條件。 例4 我國(guó)“遠(yuǎn)望號(hào)”衛(wèi)星測(cè)控船從江陰出發(fā)執(zhí)行任務(wù),由長(zhǎng)江進(jìn)入海洋。下列有關(guān)測(cè)控船所受浮力的說(shuō)法正確的是(。 A.由于海水的密度大,所以船在海洋力受到的浮力大 B.由于船排開(kāi)海水的體積小,所以它在海洋里受到的浮力小 C.由于船排開(kāi)的海水的體積大,所以它在海洋力受到的浮力大 D.由于船始終漂浮在水面上,所以它受到的浮力不變 解析:“一個(gè)物體漂浮在液面上……”,出現(xiàn)這種現(xiàn)象的條件是物體所受浮力等于物重,所以隱含條件是物體受到的浮力等于重力。 答案:D 例5 放在水平常木板上重10N的木塊,受到水平向右,大小為5N的拉力作用,沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),這時(shí)木板水平方向受的合力為_(kāi)______N。當(dāng)拉力增大到8N時(shí),木塊受到的合力為_(kāi)______N。 解析:“一個(gè)物體勻速運(yùn)動(dòng)……”要出現(xiàn)這種現(xiàn)象,前提條件是物體必須不受力或受平衡力作用,所以隱含條件為:物體不受力或受平衡力作用。 答案:0;3 五、從物理概念、物理原理中尋找隱含條件 有些物理學(xué)問(wèn)題、現(xiàn)象、判斷等條件隱含于相關(guān)的概念和原理中,或是命題時(shí)有意混淆概念,偷換概念,要求學(xué)生對(duì)概念掌握準(zhǔn)確,理解要透徹。 例6 晴天,幾位大學(xué)生在森林中迷路了,下面四種利用風(fēng)向引導(dǎo)他們走出森林的說(shuō)法中,正確的是_______(圖中虛線為空氣流動(dòng)形成風(fēng)的路徑示意圖) A.森林吸熱,溫度升高慢,空氣溫度低、密度大,地面空氣從森林流向外界,應(yīng)順風(fēng)走 B.土地吸熱,溫度升高快,空氣溫度高、密度小,地面空氣從外界流向森林,應(yīng)順風(fēng)走 C.森林吸熱,溫度升高慢,空氣溫度低、密度大,地面空氣從森林流向外界,應(yīng)迎風(fēng)走 D.土地吸熱,溫度升高快,空氣溫度高、密度小,地面空氣從外界流向森林,應(yīng)迎風(fēng)走 解析:本題中隱含了比熱容的概念。物體的比熱容越大,吸收熱量后溫度變化越小。 土地的比熱容大,吸熱后溫度升高較快,空氣溫度高。熱空氣因密度小而向上升,地面空氣從森林流向外界,應(yīng)順風(fēng)走。 答案:A 六、數(shù)學(xué)關(guān)系之中尋找隱含條件 正確的示意圖不僅能幫助我們理解題意、啟發(fā)思路,而且還能通過(guò)數(shù)學(xué)關(guān)系找出題中的隱含條件。這種方法不僅在幾何光學(xué)中有較多的應(yīng)用,而且在其它物理問(wèn)題中也經(jīng)常應(yīng)用。 例7 有一均勻正方體對(duì)水平地面的壓力是F,壓強(qiáng)是P,如下圖所示。若切去陰影部分,則剩余部分對(duì)地面的壓力是原來(lái)的_______倍,壓強(qiáng)是原來(lái)的_______倍。 解析:該題的條件隱含在數(shù)學(xué)關(guān)系之中,解題的關(guān)鍵要建立物理模型的空間想象力。切去部分的正方體邊長(zhǎng)為a/2,體積為V/8。切去陰影部分后,其質(zhì)量為7/8m,底部受力面積為3/4S,剩余部分壓強(qiáng)為P’=m/S=7/6P,壓力為F’=Ps=7/8F。 答案:7/8;7/6 七、從圖形、圖表與曲線關(guān)系中尋找隱含條件 圖示是貯存和傳遞科學(xué)文化知識(shí)比較便捷的一條途徑,它能夠高度濃縮物理學(xué)的基本概念及原理,使之更加形象、直觀。試題圖文并茂,生動(dòng)活潑,但圖表曲線中隱含了相當(dāng)多的沒(méi)有敘述和未提及的條件,解題時(shí)結(jié)合題設(shè)條件分析圖形,從圖形中挖掘隱含條件,才能正確作答,較好地培養(yǎng)學(xué)生的觀察和分析問(wèn)題的能力。 例8 在如圖所示的各圖中,關(guān)于磁場(chǎng)的描述和小磁針表示正確的是(。 解析:這是一道集概念、實(shí)驗(yàn)和理論于一體的圖形選擇題,要求學(xué)生明確磁場(chǎng)的概念、磁場(chǎng)方向及磁場(chǎng)方向的規(guī)定等情況,這樣才可選出正確答案為B。 八、從實(shí)驗(yàn)的器材、操作過(guò)程或結(jié)果中尋找隱含條件 在理論試題中,也有相當(dāng)多的題干條件看似不足,其實(shí)隱含在實(shí)驗(yàn)器材、操作步驟和實(shí)驗(yàn)結(jié)果之中,要求學(xué)生根據(jù)已有知識(shí),挖掘這些隱含條件,從而得出正確答案,這有利于考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能,有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。 例9 如圖所示電路,圖中1、2、3表示電流表或電壓表,請(qǐng)?zhí)钌细鞅黼娐贩?hào).并標(biāo)出正、負(fù)接線柱的位置。 解析:判斷電表的類型,需了解器材的使用規(guī)則。電流表要串聯(lián)接入電路,電壓表要并聯(lián)接入電路。判斷時(shí),可假設(shè)將改表處斷開(kāi),凡對(duì)電路結(jié)構(gòu)有影響的是電流表,沒(méi)有影響的是電壓表。答案如上圖。 九、選擇合適的方法 確定解題思路,根據(jù)題型特點(diǎn),充分理解題意。采用合適方法,能很好地提高解題能力,常用的物理方法有控制變量法、等效法、轉(zhuǎn)換法、數(shù)據(jù)歸納法等。 例10 下表列出由實(shí)驗(yàn)測(cè)定的幾種物質(zhì)的比熱容。認(rèn)真閱讀,你一定會(huì)有所發(fā)現(xiàn),請(qǐng)?zhí)畛鋈我馊龡l:
(1)________________________________________; (2)________________________________________; (3)________________________________________。 解析:給表找規(guī)律時(shí)一般采用比較分析,綜合分析的方法,即可找一般規(guī)律如某種變大或變小的趨勢(shì),共性等,也可找特殊規(guī)律。此表中12種物質(zhì)除煤油和冰比熱相同外,其他不同。說(shuō)明不同物質(zhì)得比熱一般不同,這是共性。但冰和煤油不同物質(zhì)比熱相同這是特殊性質(zhì)。水、冰同種物質(zhì),狀態(tài)不同,比熱容也不同。且可將物質(zhì)分為金屬、非金屬進(jìn)行比較。還可找比熱容最大的、最小的。 例11 用實(shí)驗(yàn)研究決定電阻大小的因素,供選擇的導(dǎo)體規(guī)格如下表:
①要比較電阻與長(zhǎng)度的關(guān)系應(yīng)選擇導(dǎo)線:_______________________; ②要比較電阻與橫截面積的關(guān)系應(yīng)選擇導(dǎo)線:_______________________; ③要比較電阻與材料的關(guān)系應(yīng)選擇導(dǎo)線:_______________________。 解析:本題中導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、材料、橫截面積三個(gè)物理量有關(guān),要探究它們之間的關(guān)系,要采用“控制變量法”。要驗(yàn)證猜想一,就要取不同的長(zhǎng)度,相同材料和橫截面積的導(dǎo)線,所以應(yīng)選序號(hào)1、2,同理可選出另兩個(gè)猜想的序號(hào)。 答案:(1)1、2;(2)3、4;(3)1、3 |
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我國(guó)古代對(duì)浮力的認(rèn)識(shí)及應(yīng)用大約在殷商時(shí)期,我們的祖先就開(kāi)始認(rèn)識(shí)和應(yīng)用浮力了,是世界上應(yīng)用浮力最早的國(guó)家之一.當(dāng)時(shí)是利用較大的獨(dú)木,從中間挖成槽形,放在江河的水中漂流,稱為獨(dú)木舟.人們利用它來(lái)載人和裝運(yùn)收獲的獵物.后來(lái)又發(fā)展到用木板做成船體,在江河中代替獨(dú)木舟航行.隨著生產(chǎn)和技術(shù)的發(fā)展,以后各個(gè)朝代對(duì)船的形狀和結(jié)構(gòu)又進(jìn)行了多次改進(jìn),使木船不僅能在內(nèi)河、湖泊中航行,還制造了能適用于大海、大洋中航行的大型船舶.明朝時(shí)的鄭和出使西洋用的大型“寶船”船隊(duì),其船體在結(jié)構(gòu)上合理、精致、美觀,都達(dá)到了古代造船工藝史上的顛峰.這一偉大的成果,是古代造船史上非常光輝的業(yè)績(jī),是我們祖先對(duì)世界航海事業(yè)作出的偉大貢獻(xiàn).
浮橋是我國(guó)古代歷史上應(yīng)用浮力的偉大奇跡,在公元前8世紀(jì)周朝時(shí)就得到了廣泛的應(yīng)用.在以后的年代,發(fā)展到不僅可以在小河上架起浮橋,而且像黃河這樣的大河上也架起了浮橋.相傳在11世紀(jì)初,在蒲州附近潼關(guān)以北的黃河上曾架起一座很大的浮橋,浮橋的纜繩用8只鐵牛系住,這些鐵牛立于兩岸,每只鐵牛重?cái)?shù)萬(wàn)斤.后來(lái)由于洪水泛濫,浮橋被沖垮,鐵牛也沉入河中.如何把鐵牛打撈起來(lái),在當(dāng)時(shí)的條件下,是比較困難的.和尚懷丙派人潛入水中,用鐵索把鐵牛和兩只裝滿泥土的大船系在一起,然后再把船中的泥土除去,利用大船所受的浮力,把鐵牛拉上來(lái).
利用物體的沉浮原理估測(cè)液體的密度,在我國(guó)的宋、元時(shí)代已經(jīng)開(kāi)始.根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)記載,密度的測(cè)定主要是和古代的制鹽業(yè)密切聯(lián)系的,即由于估測(cè)鹽水的需要,發(fā)展了液體密度的測(cè)量技術(shù),為曬鹽業(yè)提供了條件.11世紀(jì),姚寬在臺(tái)州做官時(shí),為了檢查鹽商是否舞弊,他首創(chuàng)了一種簡(jiǎn)單的估測(cè)鹽水密度的方法.選用體積大體相同,而質(zhì)量不同的蓮子十粒,當(dāng)把蓮子放在鹽水中時(shí),如果這些浮沉子--蓮子有5粒以上浮起,說(shuō)明鹽水是最濃的;如果有三四粒蓮子浮起,說(shuō)明此鹽水是濃鹽水;如果不足3粒蓮子浮起,說(shuō)明此鹽水是稀鹽水.到了元代,經(jīng)進(jìn)一步改進(jìn),制造了便于攜帶的簡(jiǎn)單裝置.取四個(gè)蓮子,分別用四種不同濃度的鹽水浸泡,放在一個(gè)竹筒內(nèi),便成為簡(jiǎn)單的測(cè)定鹽水濃度的裝置.如果要測(cè)某種鹽水的濃度,只要把待測(cè)鹽水的一小部分裝入筒內(nèi),觀察各類蓮子浮起的情況,便可以估測(cè)鹽水的濃度.到了明代,測(cè)定鹽水濃度的方法進(jìn)一步簡(jiǎn)化,選一粒輕重合適的蓮子,放在竹筒內(nèi),當(dāng)把待測(cè)的鹽水放入竹筒中時(shí),如果蓮水浮在水面上成橫倒形,則鹽水最濃;如果成垂直形,則鹽水次濃;如果蓮子沉而下浮,則鹽水不濃.我國(guó)古代這種簡(jiǎn)單估測(cè)鹽水濃度的方法,與現(xiàn)代密度計(jì)的原理相似,這說(shuō)明我國(guó)古代對(duì)浮力的研究與應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)深入了.
閱讀后回答下列問(wèn)題:
(1)我國(guó)古代為世界航海事業(yè)做出偉大貢獻(xiàn)的著名人物是誰(shuí)?
(2)和尚懷丙是采用的什么辦法打撈沉入河里的鐵牛的?
(3)用你所學(xué)的知識(shí)解釋我國(guó)明代估測(cè)鹽水濃度的方法中所包含的科學(xué)道理.
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我國(guó)古代對(duì)浮力的認(rèn)識(shí)及應(yīng)用大約在殷商時(shí)期,我們的祖先就開(kāi)始認(rèn)識(shí)和應(yīng)用浮力了,是世界上應(yīng)用浮力最早的國(guó)家之一.當(dāng)時(shí)是利用較大的獨(dú)木,從中間挖成槽形,放在江河的水中漂流,稱為獨(dú)木舟.人們利用它來(lái)載人和裝運(yùn)收獲的獵物.后來(lái)又發(fā)展到用木板做成船體,在江河中代替獨(dú)木舟航行.隨著生產(chǎn)和技術(shù)的發(fā)展,以后各個(gè)朝代對(duì)船的形狀和結(jié)構(gòu)又進(jìn)行了多次改進(jìn),使木船不僅能在內(nèi)河、湖泊中航行,還制造了能適用于大海、大洋中航行的大型船舶.明朝時(shí)的鄭和出使西洋用的大型“寶船”船隊(duì),其船體在結(jié)構(gòu)上合理、精致、美觀,都達(dá)到了古代造船工藝史上的巔峰.這一偉大的成果,是古代造船史上非常光輝的業(yè)績(jī),是我們祖先對(duì)世界航海事業(yè)作出的偉大貢獻(xiàn).
浮橋是我國(guó)古代歷史上應(yīng)用浮力的偉大奇跡,在公元前8世紀(jì)周朝時(shí)就得到了廣泛的應(yīng)用.在以后的年代,發(fā)展到不僅可以在小河上架起浮橋,而且像黃河這樣的大河上也架起了浮橋.相傳在11世紀(jì)初,在蒲州附近潼關(guān)以北的黃河上曾架起一座很大的浮橋,浮橋的纜繩用8只鐵牛系住,這些鐵牛立于兩岸,每只鐵牛重?cái)?shù)萬(wàn)斤.后來(lái)由于洪水泛濫,浮橋被沖垮,鐵牛也沉入河中.如何把鐵牛打撈起來(lái),在當(dāng)時(shí)的條件下,是比較困難的.和尚懷丙派人潛入水中,用鐵索把鐵牛和兩只裝滿泥土的大船系在一起,然后再把船中的泥土除去,利用大船所受的浮力,把鐵牛拉上來(lái).
利用物體的沉浮原理估測(cè)液體的密度,在我國(guó)宋、元時(shí)代已經(jīng)開(kāi)始.根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)記載,密度的測(cè)定主要是和古代的制鹽業(yè)密切聯(lián)系的,即由于估測(cè)鹽水的需要,發(fā)展了液體密度的測(cè)量技術(shù),為曬鹽業(yè)提供了條件.11世紀(jì),姚寬在臺(tái)州做官時(shí),為了檢查鹽商是否舞弊,他首創(chuàng)了一種簡(jiǎn)單的估測(cè)鹽水密度的方法.選用體積大體相同,而質(zhì)量不同的蓮子十粒,當(dāng)把蓮子放在鹽水中時(shí),如果這些浮沉子——蓮子有5粒以上浮起,說(shuō)明鹽水是最濃的;如果有三四粒蓮子浮起,說(shuō)明此鹽水是濃鹽水;如果不足3粒蓮子浮起,說(shuō)明此鹽水是稀鹽水.到了元代,經(jīng)進(jìn)一步改進(jìn),制造了便于攜帶的簡(jiǎn)單裝置.取四個(gè)蓮子,分別用四種不同濃度的鹽水浸泡,放在一個(gè)竹筒內(nèi),便成為簡(jiǎn)單的測(cè)定鹽水濃度的裝置.如果要測(cè)某種鹽水的濃度,只要把待測(cè)鹽水的一小部分裝入筒內(nèi),觀察各類蓮子浮起的情況,便可以估測(cè)鹽水的濃度.到了明代,測(cè)定鹽水濃度的方法進(jìn)一步簡(jiǎn)化,選一粒輕重合適的蓮子,放在竹筒內(nèi),當(dāng)把待測(cè)的鹽水放入竹筒中時(shí),如果蓮子浮在水面上成橫倒形,則鹽水最濃;如果成垂直形,則鹽水次濃;如果蓮子沉而下浮,則鹽水不濃.我國(guó)古代這種簡(jiǎn)單估測(cè)鹽水濃度的方法,與現(xiàn)代密度計(jì)的原理相似,這說(shuō)明我國(guó)古代對(duì)浮力的研究與應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)深入了.
閱讀后回答下列問(wèn)題:
(1)我國(guó)古代為世界航海事業(yè)做出偉大貢獻(xiàn)的著名人物是誰(shuí)?
(2)和尚懷丙是采用什么辦法打撈沉入河里的鐵牛的?
(3)用你所學(xué)的知識(shí)解釋我國(guó)明代估測(cè)鹽水濃度的方法中所包含的科學(xué)道理.
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