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我國古代對浮力的認識及應用

　　大約在殷商時期，我們的祖先就開始認識和應用浮力了，是世界上應用浮力最早的國家之一．當時是利用較大的獨木，從中間挖成槽形，放在江河的水中漂流，稱為獨木舟．人們利用它來載人和裝運收獲的獵物．后來又發(fā)展到用木板做成船體，在江河中代替獨木舟航行．隨著生產(chǎn)和技術(shù)的發(fā)展，以后各個朝代對船的形狀和結(jié)構(gòu)又進行了多次改進，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．明朝時的鄭和出使西洋用的大型“寶船”船隊，其船體在結(jié)構(gòu)上合理、精致、美觀，都達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，是我們祖先對世界航海事業(yè)作出的偉大貢獻．

　　浮橋是我國古代歷史上應用浮力的偉大奇跡，在公元前8世紀周朝時就得到了廣泛的應用．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，每只鐵牛重數(shù)萬斤．后來由于洪水泛濫，浮橋被沖垮，鐵牛也沉入河中．如何把鐵牛打撈起來，在當時的條件下，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．

　　利用物體的沉浮原理估測液體的密度，在我國宋、元時代已經(jīng)開始．根據(jù)有關(guān)文獻記載，密度的測定主要是和古代的制鹽業(yè)密切聯(lián)系的，即由于估測鹽水的需要，發(fā)展了液體密度的測量技術(shù)，為曬鹽業(yè)提供了條件．11世紀，姚寬在臺州做官時，為了檢查鹽商是否舞弊，他首創(chuàng)了一種簡單的估測鹽水密度的方法．選用體積大體相同，而質(zhì)量不同的蓮子十粒，當把蓮子放在鹽水中時，如果這些浮沉子——蓮子有5粒以上浮起，說明鹽水是最濃的；如果有三四粒蓮子浮起，說明此鹽水是濃鹽水；如果不足3粒蓮子浮起，說明此鹽水是稀鹽水．到了元代，經(jīng)進一步改進，制造了便于攜帶的簡單裝置．取四個蓮子，分別用四種不同濃度的鹽水浸泡，放在一個竹筒內(nèi)，便成為簡單的測定鹽水濃度的裝置．如果要測某種鹽水的濃度，只要把待測鹽水的一小部分裝入筒內(nèi)，觀察各類蓮子浮起的情況，便可以估測鹽水的濃度．到了明代，測定鹽水濃度的方法進一步簡化，選一粒輕重合適的蓮子，放在竹筒內(nèi)，當把待測的鹽水放入竹筒中時，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．我國古代這種簡單估測鹽水濃度的方法，與現(xiàn)代密度計的原理相似，這說明我國古代對浮力的研究與應用已經(jīng)相當深入了．

閱讀后回答下列問題：

(1)我國古代為世界航海事業(yè)做出偉大貢獻的著名人物是誰？

(2)和尚懷丙是采用什么辦法打撈沉入河里的鐵牛的？

(3)用你所學的知識解釋我國明代估測鹽水濃度的方法中所包含的科學道理．

Answer 1

答案：
解析：

(1)為世界航海事業(yè)做出偉大貢獻的是鄭和; 　　(2)懷丙是利用大船所受的浮力打撈鐵牛的; 　　(3)用蓮子的浮沉估測鹽水濃度．