Question

如圖是2007年12月22日“南海一號(hào)”整體打撈出海面的情景．在打撈過程中，潛水員要潛入海下將多個(gè)未充氣的氣囊分別均勻地安裝在沉箱的四周．圖是“浮力液位信號(hào)器”的示意圖，圖中液位指示計(jì)實(shí)際上是一個(gè)固定在容器壁上的智能型測(cè)力計(jì)，它即能測(cè)出硬棒對(duì)它的壓力，也能測(cè)出硬棒對(duì)它的拉力．
（1）如圖硬棒的重力用G表示，浮筒的重力用G₁表示，浮筒受到的浮力用F_浮表示．試寫出液位指示計(jì)所受到的力的表達(dá)式．
（2）已知圓柱形的底面積為10cm²、重為10N，硬棒重為1N，如果液位指示計(jì)受到的力為0就表示容器內(nèi)是正常水位，試求正常水位時(shí)浮筒沒入水面下多少m？
（3）對(duì)“南海1號(hào)”古沉船采取整體打撈方案，首先將鋼制沉井下沉至海底罩住古沉船，然后封住鋼制沉井的下端，最后連井帶船一次打撈上岸．該整體打撈方案在世界考古界還是首創(chuàng)．北歐國家的考古打撈雖然發(fā)達(dá)，但是其采用的都是水下切割打撈方法，首先把古船內(nèi)的貨物全部運(yùn)走，然后對(duì)船體進(jìn)行切割，將切割之后的小塊船體打撈上來進(jìn)行復(fù)原拼裝．我國對(duì)“南海1號(hào)”古沉船采取整體打撈，相比切割打撈而言，有何更積極的意義？（說出一點(diǎn)即可）

Answer 1

【答案】分析：（1）當(dāng)F_浮＞G+G₁時(shí)，液位指示計(jì)受到硬棒的壓力；當(dāng)F_浮＜G+G₁時(shí)，液位指示計(jì)受到硬棒的拉力；當(dāng)F_浮=G+G₁時(shí)，液位指示計(jì)所受到的作用力為0；據(jù)此列出表達(dá)式；
（2）當(dāng)液位指示計(jì)受到的力為0時(shí)，此時(shí)F_浮=G+G₁，據(jù)此求正常水位時(shí)浮筒沒入水面h；
（3）可以從保護(hù)文物、保留文物信息，減少潛水員的工作量等方面分析采取整體打撈的意義．
解答：解：
（1）當(dāng)F_浮＞G+G₁時(shí)，液位指示計(jì)所受到的壓力：
F=F_浮-（G+G₁），
當(dāng)F_浮＜G+G₁時(shí)，液位指示計(jì)所受到的拉力：
F′=（G+G₁）-F_浮，
當(dāng)F_浮=G+G₁時(shí)，液位指示計(jì)所受到的作用力為0；
（2）當(dāng)液位指示計(jì)受到的力為0時(shí)，F(xiàn)_浮=G+G₁，
即ρ_水gsh=G+G₁，
1.0׳kg/m³×10N/kg×10×10^-4m²×h=1N+10N，
解得：h=1.1m；
（3）相比切割打撈而言，可以更好地保護(hù)文物、保留文物信息，減少潛水員的工作量．
答：（1）壓力為F=F_浮-（G+G₁），拉力為F′=（G+G₁）-F_浮；
（2）正常水位時(shí)浮筒沒入水面下1.1m；
（3）保護(hù)文物、保留文物信息，減少潛水員的工作量．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生對(duì)阿基米德原理、物體浮沉條件的應(yīng)用，涉及到實(shí)際問題（古沉船整體打撈技術(shù)），要求靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)．