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沉与浮——我国古代两个有趣的故事

时间:2020-09-19

初中物理趣味故事

提示:本文共有 1229 个字,阅读大概需要 3 分钟。

在我国古代,虽然人们不知道阿基米德,但对于浮力也早有认识。2 500多年前的古书《墨经》上就有关于浮力的记载,历史上也有不少有趣的故事。

曹冲称象

三国的时候,孙权送给曹操一头大象。

大象生在南方,北方人只是听说过而从来没见过。所以,曹操很高兴,就带领儿子和大臣们一同观赏。称赞之余,曹操问道:“你们谁能称出这只大象有多重?”

“这……这得造一杆大秤……”有人说。

马上有人反问:“谁有那么大力气把秤纽提起来呢?”

又有个官员出了个蠢主意:“干脆把象宰了,一块一块称……”

就在这时,有一个孩子胸有成竹地说:“我有办法。”

曹操和众大臣回头一看,说话的原来是曹操的小儿子曹冲,他当时只有6岁,也跟着大家看象来了。

小曹冲慢条斯理地说:

“把大象牵到一条大船上,船就要沉下去一些,在船身与水面交会处画一条线。把大象赶上岸,船又会浮起来一些,再把石头一筐一筐地抬到船上,等船下沉到画线的地方为止。然后把石头一筐一筐称过,这些石头的总重就跟大象一样重。”

曹操满意地点头微笑,派人照着曹冲出的主意去做,把大象有多重称出来了。

利用学过的浮力知识,你能说明曹冲称象的道理吗?试着解释一下。

曹冲的这种用船当秤的办法,至今仍很有用。轮船船头上都画着刻度,从船头的刻度随时可以看到船吃水有多深,知道了船吃水的深浅,就可以知道它的载重量了。

舟浮牛出

1066年,我国宋朝的河中府地方(现在的山西省永济县)发生了一次大洪水。汹涌的洪水冲断了河中府的一座浮桥,8只用来固定浮桥的沉重的大铁牛也被冲到下游,陷入淤泥中了。

洪水退走以后,铁牛还沉在河底里,要修复这座桥,就得把铁牛捞出来。

这么重的铁牛,怎么把它捞上来呢?官府贴出了“招贤榜”,招请能把铁牛捞出来的“贤人”。榜前围了许多人,大家议论纷纷:谁有那么大的神力?忽然,人群中走出一个人,伸手把“招贤榜”揭了。大家一看,揭榜人原来是个和尚。有人好奇地问和尚,是不是要施“法术”请“神仙”来助他一臂之力?那和尚不慌不忙地微笑着说:

“铁牛是让水冲走的,我就叫水把铁牛送回来。”

那和尚叫人找来两艘大木船,把大船拴在一起,装满沙子,并在两艘船上搭了结实的木架。然后,他带人把船撑到铁牛沉没的地方,派人潜入水底,用绳索把铁牛牢牢地绑住。把绳索的另一头拉紧以后,牢牢地拴在船的木架上。

一切准备就绪,和尚招呼大家把船上的沙子一锹一锹地扔到河里。船缓慢地往上浮升。绳索也拉着铁牛慢慢地从淤泥中升起来。

那和尚就是我国古代的工程家怀丙。他“请”的“大力神”就是水的浮力,他施的“法术”便是阿基米德原理。

怀丙的方法一直沿用至今。

为了打捞沉到海底的船或重物,人们先把打捞工程船开到沉船的地方,利用容积很大的密封钢筒——浮筒来打捞。打捞时,先往浮筒里灌满水,让浮筒下沉,潜水员潜入海底,用钢缆把浮筒和沉船牢牢地拴在一起。准备妥当以后,开动空气压缩机把筒里的水排出,就像怀丙让人把船上的沙子扔出去一样,利用巨大的浮力,把沉船或重物打捞上来。

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