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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颠峰.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,在我国的宋、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,如果莲水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)和尚怀丙是采用的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.

答案:
解析:

要点:郑和

利用浮力

物体的浮沉条件.


练习册系列答案
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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.

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风能的利用

  人类对风能的认识和利用可以追溯到遥远的古代,由于当时科技水平的限制,人类只能利用风能来推磨、行船.

  随着科学技术的不断进步,现在人们愈来愈重视利用风能.风能不仅蕴藏量大,分布广,而且是一种无污染的能够大范围应用的可再生性能源,特别是作为沿海岛屿、边远牧区的生产、生活用能源更具有重要意义.目前世界各国对风能的利用主要有三种形式:用风力发电、风力机械能的直接应用和风力热能转换.其中风力发电是利用风能的主要途径.不少国家相继建立了大型的风力发电机群,如我国著名的新疆达坂城风电场,总装机容量1.68万千瓦.回答下列问题:

(1)风能实质是风具有巨大的________(填“动能”或“势能”),其特点是________、________、________.

(2)我国明代郑和下西洋时,率领一支庞大的帆船舰队.他们的帆船是以________为动力,故其航行时间受________影响.

(3)假如让你选址建立一座风力发电站,你认为受哪些条件限制?试列举几条.

(4)某地区的平均风速是6 m/s,已知空气的密度是1.2 kg/m3.此地有一风车,它的车叶转动时可以形成面积约为1200 m2的圆面,

则:

①平均1 s时间内有多少质量的气流冲击风车车叶形成的圆面?

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质量单位

  在古代,质量的单位有多种多样的形式.例如:在波斯用卡拉萨(karasha)作质量的单位,约合0.834千克;埃及用格德特(gedet),约合9.33克.我国秦代度量衡制度中规定:1石=4钧,1钧=30斤,1斤=16两.与现代国际单位制比较,1斤约合0.256千克.英制中以磅(pound)、盎司(ounce)、打兰(dram)、格令(grain)作单位:1磅=16盎司=265打兰=7 000格令.

  不列颠帝国曾用纯铂制成磅原器,它是高约1.35英寸,直径1.15英寸的纯帕圆柱体.

  最初的质量单位千克是由18世纪末法国采用的长度单位米推导出来的.1立方分米纯水在最大密度(温度约为4℃)时的质量,就定为1千克.

  1799年法国在制作铂质米原器的同时,也制成了铂质千克基准,保存在巴黎档案局里.

  后来发现这个基准并不准确地等于1立方分米最大密度纯水的质量,而是等于1.000 028立方分米最大密度纯水的质量.于是在1875年米制公约会议之后,又用含铂90%、铱10%的合金制成千克原器,一共做了三个,经与巴黎档案局保存的铂质千克原器比对,选定其中之一作为国际千克原器.这个国际千克原器被国际计量局的专家们非常仔细地保存在特殊的地点,用三层玻璃罩好,最外一层玻璃罩里抽成半真空,以防空气和杂质进入.随后又复制了40个铂依合金圆柱体,经过与国际千克原器比对后,分发给各会员国作为国家基准.跟米原器一样,千克原器也要进行周期性的检定,以确保质量基准的稳定可靠.

阅读以上资料,回答:如果国际上不统一单位,会有什么麻烦?

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