Question

如图是2007年12月22日“南海一号”整体打捞出海面的情景．在打捞过程中，潜水员要潜入海下将多个未充气的气囊分别均匀地安装在沉箱的四周．图是“浮力液位信号器”的示意图，图中液位指示计实际上是一个固定在容器壁上的智能型测力计，它即能测出硬棒对它的压力，也能测出硬棒对它的拉力．
（1）如图硬棒的重力用G₀表示，浮筒的重力用G₁表示，浮筒受到的浮力用F_浮表示．试写出液位指示计所受到的力的表达式．
（2）已知圆柱形的底面积为10cm²、重为10N，硬棒重为1N，如果液位指示计受到的力为0就表示容器内是正常水位，试求正常水位时浮筒没入水面下多少m？
（3）对“南海1号”古沉船采取整体打捞方案，首先将钢制沉井下沉至海底罩住古沉船，然后封住钢制沉井的下端，最后连井带船一次打捞上岸．该整体打捞方案在世界考古界还是首创．北欧国家的考古打捞虽然发达，但是其采用的都是水下切割打捞方法，首先把古船内的货物全部运走，然后对船体进行切割，将切割之后的小块船体打捞上来进行复原拼装．我国对“南海1号”古沉船采取整体打捞，相比切割打捞而言，有何更积极的意义？（说出一点即可）

Answer 1

分析：（1）当F_浮＞G₀+G₁时，液位指示计受到硬棒的压力；当F_浮＜G₀+G₁时，液位指示计受到硬棒的拉力；当F_浮=G₀+G₁时，液位指示计所受到的作用力为0；据此列出表达式；
（2）当液位指示计受到的力为0时，此时F_浮=G₀+G₁，据此求正常水位时浮筒没入水面h；
（3）可以从保护文物、保留文物信息，减少潜水员的工作量等方面分析采取整体打捞的意义．

解答：解：
（1）当F_浮＞G₀+G₁时，液位指示计所受到的压力：
F=F_浮-（G₀+G₁），
当F_浮＜G₀+G₁时，液位指示计所受到的拉力：
F′=（G₀+G₁）-F_浮，
当F_浮=G₀+G₁时，液位指示计所受到的作用力为0；
（2）当液位指示计受到的力为0时，F_浮=G₀+G₁，
即ρ_水gsh=G₀+G₁，
1.0׳kg/m³×10N/kg×10×10^-4m²×h=1N+10N，
解得：h=1.1m；
（3）相比切割打捞而言，可以更好地保护文物、保留文物信息，减少潜水员的工作量．
答：（1）压力为F=F_浮-（G₀+G₁），拉力为F′=（G₀+G₁）-F_浮；
（2）正常水位时浮筒没入水面下1.1m；
（3）保护文物、保留文物信息，减少潜水员的工作量．

点评：本题考查了学生对阿基米德原理、物体浮沉条件的应用，涉及到实际问题（古沉船整体打捞技术），要求灵活运用所学知识．