Question

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我国古代对浮力的认识及应用

　　大约在殷商时期，我们的祖先就开始认识和应用浮力了，是世界上应用浮力最早的国家之一．当时是利用较大的独木，从中间挖成槽形，放在江河的水中漂流，称为独木舟．人们利用它来载人和装运收获的猎物．后来又发展到用木板做成船体，在江河中代替独木舟航行．随着生产和技术的发展，以后各个朝代对船的形状和结构又进行了多次改进，使木船不仅能在内河、湖泊中航行，还制造了能适用于大海、大洋中航行的大型船舶．明朝时的郑和出使西洋用的大型“宝船”船队，其船体在结构上合理、精致、美观，都达到了古代造船工艺史上的巅峰．这一伟大的成果，是古代造船史上非常光辉的业绩，是我们祖先对世界航海事业作出的伟大贡献．

　　浮桥是我国古代历史上应用浮力的伟大奇迹，在公元前8世纪周朝时就得到了广泛的应用．在以后的年代，发展到不仅可以在小河上架起浮桥，而且像黄河这样的大河上也架起了浮桥．相传在11世纪初，在蒲州附近潼关以北的黄河上曾架起一座很大的浮桥，浮桥的缆绳用8只铁牛系住，这些铁牛立于两岸，每只铁牛重数万斤．后来由于洪水泛滥，浮桥被冲垮，铁牛也沉入河中．如何把铁牛打捞起来，在当时的条件下，是比较困难的．和尚怀丙派人潜入水中，用铁索把铁牛和两只装满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，把铁牛拉上来．

　　利用物体的沉浮原理估测液体的密度，在我国宋、元时代已经开始．根据有关文献记载，密度的测定主要是和古代的制盐业密切联系的，即由于估测盐水的需要，发展了液体密度的测量技术，为晒盐业提供了条件．11世纪，姚宽在台州做官时，为了检查盐商是否舞弊，他首创了一种简单的估测盐水密度的方法．选用体积大体相同，而质量不同的莲子十粒，当把莲子放在盐水中时，如果这些浮沉子——莲子有5粒以上浮起，说明盐水是最浓的；如果有三四粒莲子浮起，说明此盐水是浓盐水；如果不足3粒莲子浮起，说明此盐水是稀盐水．到了元代，经进一步改进，制造了便于携带的简单装置．取四个莲子，分别用四种不同浓度的盐水浸泡，放在一个竹筒内，便成为简单的测定盐水浓度的装置．如果要测某种盐水的浓度，只要把待测盐水的一小部分装入筒内，观察各类莲子浮起的情况，便可以估测盐水的浓度．到了明代，测定盐水浓度的方法进一步简化，选一粒轻重合适的莲子，放在竹筒内，当把待测的盐水放入竹筒中时，如果莲子浮在水面上成横倒形，则盐水最浓；如果成垂直形，则盐水次浓；如果莲子沉而下浮，则盐水不浓．我国古代这种简单估测盐水浓度的方法，与现代密度计的原理相似，这说明我国古代对浮力的研究与应用已经相当深入了．

阅读后回答下列问题：

(1)我国古代为世界航海事业做出伟大贡献的著名人物是谁？

(2)和尚怀丙是采用什么办法打捞沉入河里的铁牛的？

(3)用你所学的知识解释我国明代估测盐水浓度的方法中所包含的科学道理．

Answer 1

答案：
解析：

(1)为世界航海事业做出伟大贡献的是郑和; 　　(2)怀丙是利用大船所受的浮力打捞铁牛的; 　　(3)用莲子的浮沉估测盐水浓度．