題目列表(包括答案和解析)
6.物理知識的應(yīng)用
知 識 點(diǎn) | 應(yīng) 用 | ||
1．聲吶 | 測海深 | ||
2．密度 | 鑒別物質(zhì) 判斷是否空心 判斷浮沉。 | ||
3．在一定范圍內(nèi)，拉力越大，彈簧被拉得越長 | 制成測力計(jì) | ||
4．重力的方向總是豎直向下的 | 制成重垂線 水平器 | ||
5．關(guān)于摩擦力的大小 | 增減摩擦的方法 | ||
6．慣性 | 解釋現(xiàn)象 | ||
7．二力平衡 | 測滑動摩擦力 驗(yàn)證液體內(nèi)部的壓強(qiáng)公式p=ρgh | ||
8．力使物體運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變 物體在非平衡力作用下的運(yùn)動。 | 解釋物體由靜變動，由動變靜，加速，減速，改變運(yùn)動方向作曲線運(yùn)動等 | ||
9．壓強(qiáng) | 增減壓強(qiáng)的方法 | ||
10．液體的壓強(qiáng) | 水壩下部建造得比上部寬，潛水深度有限度 | ||
11．連通器 | 茶壺、鍋爐水位器…… | ||
12．托里拆利實(shí)驗(yàn) | 制成水銀氣壓計(jì) | ||
13．大氣壓 | 自來水筆吸墨水，抽水機(jī)，茶壺蓋上開有一小孔，用吸管吸飲料，高度計(jì)，醫(yī)院輸液打針 | ||
14．氣體壓強(qiáng)跟體積的關(guān)系 | 風(fēng)箱，噴霧器，打氣筒，抽氣機(jī)，空氣壓縮機(jī)等 | ||
15．物體的浮沉條件 | 密度計(jì)，輪船，氣球，飛艇，潛水艇，孔 明燈，鹽水選種，測人體血液的密度，解 釋煮餃子時(shí)，生沉熟浮等 | ||
16．杠桿的平衡條件 | 判斷杠桿類型，求最小動力，判斷動力變 化情況進(jìn)行有關(guān)計(jì)算 | ||
17．光的直線傳播 | 射擊時(shí)的瞄準(zhǔn)，解釋小孔成像，影的形成， 日食，月食的形成“坐井觀天，所見甚小”， 確定視野，判斷能否看見物體或像，激光 準(zhǔn)直測距等 | ||
18．鏡面反射 | 解釋黑板“反光”，看不清上面的字 | ||
19．漫反射 | 解釋能從各個方向都看到不發(fā)光的物體 | ||
20．平面鏡 | 成像、鏡前整容，糾正姿勢，制成潛望鏡、 萬花筒，墻上掛大平面鏡，擴(kuò)大視覺空間、 改變光路(如將斜射的陽光，豎直向下反 射照亮井底)，測微小角度，平面鏡轉(zhuǎn)過θ角，反射光線改變2θ角…… | ||
21．光的折射 | 筷子斜插入水中，浸在水中部分向上偏折視深度小于實(shí)際探度，視高大于真高 | ||
22．凸透鏡對光線有會聚作用 | 粗測凸透鏡的焦距 | ||
23．凸透鏡成像規(guī)律 | u>2f,照相機(jī)；f<u<2f幻燈機(jī)、投影儀、 電影放映機(jī)；u<f放大鏡；確定凸透鏡f 的范圍，照相機(jī)、幻燈機(jī)的調(diào)節(jié) | ||
24．液體的熱脹冷縮 | 制成常用的液體溫度計(jì) | ||
25．液化技術(shù) | 分離空氣的組成氣體，提取純凈的氣體 | ||
26．蒸發(fā)致冷 | 解釋現(xiàn)象：吹電風(fēng)扇涼快，潑水降溫，包有酒精棉花的溫度計(jì)示數(shù)低于室溫 | ||
27．液化放熱 | 用高溫水蒸氣做飯、燒水。 | ||
28．升華致冷 | 用干冰人工降雨、滅火，在舞臺上形成 “煙”霧 | ||
29．液體的沸點(diǎn)隨液面上方氣壓的增大(減小)而升高(降低) | 在高山上煮飯用高壓鍋 | ||
30．氣體的加壓液化 | 生活用液化石油氣用增加壓強(qiáng)的方法使石油氣在常溫下液化后裝入鋼罐 | ||
31．三表：熔點(diǎn)表 密度表 比熱容表 | 白熾燈泡燈絲用鎢做，在很冷的地區(qū)宜用酒精溫度計(jì)而不用水銀溫度計(jì)測氣溫；水的比熱容比較大，解釋在沿海地區(qū)白天和晚上的氣溫變化不大。 注意：固體和液體相比較，不能說液體密度總比固體的小 | ||
32．電流的熱效應(yīng) | 制成各種電熱器，白熾電燈，保險(xiǎn)絲 | ||
33．電流的化學(xué)效應(yīng) | 提煉鋁、銅、電解、電鍍 | ||
34．電流的磁效應(yīng) | 制成電磁起重機(jī)，電鈴，電話聽筒，利用電磁鐵制成電磁繼電器，用于自動控制 | ||
35．決定電阻大小的因素 | 制成變阻器(通過改變電阻絲的長度來改變電阻)，油量表 | ||
36．歐姆定律 | 解題，測電阻 | ||
37．串聯(lián)電路的規(guī)律 | 制成簡單調(diào)光燈，說明電阻箱的結(jié)構(gòu)和原理 | ||
38．磁 | 磁屏蔽 防磁手表 用磁性材料做成錄音帶和錄像帶，磁懸浮列車 | ||
39．通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動 | 制成直流電動機(jī) | ||
40．電磁感應(yīng)現(xiàn)象 | 制成發(fā)電機(jī) |
摘要：本文分析了如何挖掘物理題中隱含條件的途徑和方法。并對物理學(xué)試題題型進(jìn)行歸類、例舉和解析。學(xué)生要解好物理題，必須要有扎實(shí)的物理知識和相關(guān)學(xué)科的知識，綜合分析和解決問題的能力。因此，在物理教學(xué)過程中要注重提高學(xué)生的解題能力，加強(qiáng)對解題方法的教學(xué)。 關(guān)鍵詞：隱含條件 物理學(xué) 解題能力 學(xué)習(xí)在解物理習(xí)題時(shí)，經(jīng)常會遇到這種情況，有些解題的必要條件，題中并為明確給出，而是隱含在字里行間。充分挖掘隱含條件，明確題目要求，采用合適方法，選擇正確答案，是解好這類題的關(guān)鍵。本文就如何挖掘試題中的隱含條件，提高解題能力作一例析。 一、從關(guān)鍵詞中挖掘隱含條件 在物理題中，常見的關(guān)鍵用語有：表現(xiàn)為極值條件的用語，如“最大”、“最小”、“至少”、“剛好”等，它們均隱含著某些物理量可取特殊值；表現(xiàn)為理想化模型的用語，如“理想滑輪”、“輕質(zhì)杠桿”、“光滑水平面”等，扣住關(guān)鍵用語，挖掘隱含條件，能使解題靈感頓生。 例1 一個物體在平衡力的作用下，在光滑水平面上做勻速直線運(yùn)動，當(dāng)這對平衡力突然消失，則物體將（ ） A．立刻停止運(yùn)動 B．運(yùn)動速度越來越快 C．速度減慢，最后停止 D．仍作勻速直線運(yùn)動 解析：題中“光滑水平面”為關(guān)鍵詞。光滑水平面意味著物體不受摩擦力的作用。題目中的物體待平衡力消失后，將不再受力的作用，因此仍要保持勻速直線運(yùn)動（牛頓第一定律）。 答案：D 二、從物理學(xué)常識中找隱含條件 有些題目幾乎沒有條件，但仔細(xì)研究就會發(fā)現(xiàn)條件其實(shí)全部隱含于物理常識中，這就要求學(xué)生根據(jù)題意進(jìn)行發(fā)散性思維，努力挖掘相關(guān)知識，在條件不足的情況下，根據(jù)常識假設(shè)適當(dāng)?shù)臈l件和數(shù)據(jù)以彌補(bǔ)題中明確給出的已知條件的不足。 例2 一個中學(xué)生對地面的壓強(qiáng)大約是（ ） A．10Pa B．100Pa C．1000Pa D．10000Pa 解析：此題隱含條件有兩個，一是中學(xué)生的體重約為50kg，二是中學(xué)生雙腳底面積約為5dm2，而這兩個條件都非常隱蔽，屬于物理學(xué)常識，只要明確了這兩點(diǎn)，不難得出正確答案D。 三、從物理學(xué)發(fā)展史中尋找隱含條件 這類試題一般涉及對物理學(xué)研究有貢獻(xiàn)的科學(xué)家、科研成果和歷史進(jìn)程等，增加了學(xué)生的愛國情感，有利于培養(yǎng)學(xué)生的高尚情操，激起學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)知識的遠(yuǎn)大理想。 例3 發(fā)電機(jī)和電動機(jī)的發(fā)明使人類步入電氣化時(shí)代，制造發(fā)電機(jī)的主要依據(jù)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，首先發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是（�。� A．愛因斯坦 B．帕斯卡 C．奧斯特 D．法拉第 解析：知道這些科學(xué)家的研究成果和對社會的巨大貢獻(xiàn)，很快就能準(zhǔn)確地選出正確答案D。 四、從物理現(xiàn)象的出現(xiàn)條件中尋找隱含條件 一定的物理現(xiàn)象的出現(xiàn)，是以具備一定的條件為前提的，當(dāng)知道什么條件具備時(shí)可出現(xiàn)什么現(xiàn)象后，一旦題目給出某種現(xiàn)象，馬上可以找出相應(yīng)的隱含條件。 例4 我國“遠(yuǎn)望號”衛(wèi)星測控船從江陰出發(fā)執(zhí)行任務(wù)，由長江進(jìn)入海洋。下列有關(guān)測控船所受浮力的說法正確的是（�。� A．由于海水的密度大，所以船在海洋力受到的浮力大 B．由于船排開海水的體積小，所以它在海洋里受到的浮力小 C．由于船排開的海水的體積大，所以它在海洋力受到的浮力大 D．由于船始終漂浮在水面上，所以它受到的浮力不變 解析：“一個物體漂浮在液面上……”，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的條件是物體所受浮力等于物重，所以隱含條件是物體受到的浮力等于重力。 答案：D 例5 放在水平常木板上重10N的木塊，受到水平向右，大小為5N的拉力作用，沿水平方向做勻速直線運(yùn)動，這時(shí)木板水平方向受的合力為_______N。當(dāng)拉力增大到8N時(shí)，木塊受到的合力為_______N。 解析：“一個物體勻速運(yùn)動……”要出現(xiàn)這種現(xiàn)象，前提條件是物體必須不受力或受平衡力作用，所以隱含條件為：物體不受力或受平衡力作用。 答案：0；3 五、從物理概念、物理原理中尋找隱含條件 有些物理學(xué)問題、現(xiàn)象、判斷等條件隱含于相關(guān)的概念和原理中，或是命題時(shí)有意混淆概念，偷換概念，要求學(xué)生對概念掌握準(zhǔn)確，理解要透徹。 例6 晴天，幾位大學(xué)生在森林中迷路了，下面四種利用風(fēng)向引導(dǎo)他們走出森林的說法中，正確的是_______（圖中虛線為空氣流動形成風(fēng)的路徑示意圖）
A．森林吸熱，溫度升高慢，空氣溫度低、密度大，地面空氣從森林流向外界，應(yīng)順風(fēng)走 B．土地吸熱，溫度升高快，空氣溫度高、密度小，地面空氣從外界流向森林，應(yīng)順風(fēng)走 C．森林吸熱，溫度升高慢，空氣溫度低、密度大，地面空氣從森林流向外界，應(yīng)迎風(fēng)走 D．土地吸熱，溫度升高快，空氣溫度高、密度小，地面空氣從外界流向森林，應(yīng)迎風(fēng)走 解析：本題中隱含了比熱容的概念。物體的比熱容越大，吸收熱量后溫度變化越小。 土地的比熱容大，吸熱后溫度升高較快，空氣溫度高。熱空氣因密度小而向上升，地面空氣從森林流向外界，應(yīng)順風(fēng)走。 答案：A 六、數(shù)學(xué)關(guān)系之中尋找隱含條件 正確的示意圖不僅能幫助我們理解題意、啟發(fā)思路，而且還能通過數(shù)學(xué)關(guān)系找出題中的隱含條件。這種方法不僅在幾何光學(xué)中有較多的應(yīng)用，而且在其它物理問題中也經(jīng)常應(yīng)用。 例7 有一均勻正方體對水平地面的壓力是F，壓強(qiáng)是P，如下圖所示。若切去陰影部分，則剩余部分對地面的壓力是原來的_______倍，壓強(qiáng)是原來的_______倍。
解析：該題的條件隱含在數(shù)學(xué)關(guān)系之中，解題的關(guān)鍵要建立物理模型的空間想象力。切去部分的正方體邊長為a/2，體積為V/8。切去陰影部分后，其質(zhì)量為7/8m，底部受力面積為3/4S，剩余部分壓強(qiáng)為P’＝m/S＝7/6P，壓力為F’＝Ps＝7/8F。 答案：7/8；7/6 七、從圖形、圖表與曲線關(guān)系中尋找隱含條件 圖示是貯存和傳遞科學(xué)文化知識比較便捷的一條途徑，它能夠高度濃縮物理學(xué)的基本概念及原理，使之更加形象、直觀。試題圖文并茂，生動活潑，但圖表曲線中隱含了相當(dāng)多的沒有敘述和未提及的條件，解題時(shí)結(jié)合題設(shè)條件分析圖形，從圖形中挖掘隱含條件，才能正確作答，較好地培養(yǎng)學(xué)生的觀察和分析問題的能力。 例8 在如圖所示的各圖中，關(guān)于磁場的描述和小磁針表示正確的是（ ）
解析：這是一道集概念、實(shí)驗(yàn)和理論于一體的圖形選擇題，要求學(xué)生明確磁場的概念、磁場方向及磁場方向的規(guī)定等情況，這樣才可選出正確答案為B。 八、從實(shí)驗(yàn)的器材、操作過程或結(jié)果中尋找隱含條件 在理論試題中，也有相當(dāng)多的題干條件看似不足，其實(shí)隱含在實(shí)驗(yàn)器材、操作步驟和實(shí)驗(yàn)結(jié)果之中，要求學(xué)生根據(jù)已有知識，挖掘這些隱含條件，從而得出正確答案，這有利于考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。 例9 如圖所示電路，圖中1、2、3表示電流表或電壓表，請?zhí)钌细鞅黼娐贩枺?biāo)出正、負(fù)接線柱的位置。
解析：判斷電表的類型，需了解器材的使用規(guī)則。電流表要串聯(lián)接入電路，電壓表要并聯(lián)接入電路。判斷時(shí)，可假設(shè)將改表處斷開，凡對電路結(jié)構(gòu)有影響的是電流表，沒有影響的是電壓表。答案如上圖。 九、選擇合適的方法 確定解題思路，根據(jù)題型特點(diǎn)，充分理解題意。采用合適方法，能很好地提高解題能力，常用的物理方法有控制變量法、等效法、轉(zhuǎn)換法、數(shù)據(jù)歸納法等。 例10 下表列出由實(shí)驗(yàn)測定的幾種物質(zhì)的比熱容。認(rèn)真閱讀，你一定會有所發(fā)現(xiàn)，請?zhí)畛鋈我馊龡l：
（1）________________________________________； （2）________________________________________； （3）________________________________________。 解析：給表找規(guī)律時(shí)一般采用比較分析，綜合分析的方法，即可找一般規(guī)律如某種變大或變小的趨勢，共性等，也可找特殊規(guī)律。此表中12種物質(zhì)除煤油和冰比熱相同外，其他不同。說明不同物質(zhì)得比熱一般不同，這是共性。但冰和煤油不同物質(zhì)比熱相同這是特殊性質(zhì)。水、冰同種物質(zhì)，狀態(tài)不同，比熱容也不同。且可將物質(zhì)分為金屬、非金屬進(jìn)行比較。還可找比熱容最大的、最小的。 例11 用實(shí)驗(yàn)研究決定電阻大小的因素，供選擇的導(dǎo)體規(guī)格如下表:
①要比較電阻與長度的關(guān)系應(yīng)選擇導(dǎo)線：_______________________； ②要比較電阻與橫截面積的關(guān)系應(yīng)選擇導(dǎo)線：_______________________； ③要比較電阻與材料的關(guān)系應(yīng)選擇導(dǎo)線：_______________________。 解析：本題中導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長度、材料、橫截面積三個物理量有關(guān)，要探究它們之間的關(guān)系，要采用“控制變量法”。要驗(yàn)證猜想一，就要取不同的長度，相同材料和橫截面積的導(dǎo)線，所以應(yīng)選序號1、2，同理可選出另兩個猜想的序號。 答案：（1）1、2；（2）3、4；（3）1、3 |
閱讀材料：
我國古代對浮力的認(rèn)識及應(yīng)用大約在殷商時(shí)期，我們的祖先就開始認(rèn)識和應(yīng)用浮力了，是世界上應(yīng)用浮力最早的國家之一．當(dāng)時(shí)是利用較大的獨(dú)木，從中間挖成槽形，放在江河的水中漂流，稱為獨(dú)木舟．人們利用它來載人和裝運(yùn)收獲的獵物．后來又發(fā)展到用木板做成船體，在江河中代替獨(dú)木舟航行．隨著生產(chǎn)和技術(shù)的發(fā)展，以后各個朝代對船的形狀和結(jié)構(gòu)又進(jìn)行了多次改進(jìn)，使木船不僅能在內(nèi)河、湖泊中航行，還制造了能適用于大海、大洋中航行的大型船舶．明朝時(shí)的鄭和出使西洋用的大型“寶船”船隊(duì)，其船體在結(jié)構(gòu)上合理、精致、美觀，都達(dá)到了古代造船工藝史上的顛峰．這一偉大的成果，是古代造船史上非常光輝的業(yè)績，是我們祖先對世界航海事業(yè)作出的偉大貢獻(xiàn)．
浮橋是我國古代歷史上應(yīng)用浮力的偉大奇跡，在公元前8世紀(jì)周朝時(shí)就得到了廣泛的應(yīng)用．在以后的年代，發(fā)展到不僅可以在小河上架起浮橋，而且像黃河這樣的大河上也架起了浮橋．相傳在11世紀(jì)初，在蒲州附近潼關(guān)以北的黃河上曾架起一座很大的浮橋，浮橋的纜繩用8只鐵牛系住，這些鐵牛立于兩岸，每只鐵牛重?cái)?shù)萬斤．后來由于洪水泛濫，浮橋被沖垮，鐵牛也沉入河中．如何把鐵牛打撈起來，在當(dāng)時(shí)的條件下，是比較困難的．和尚懷丙派人潛入水中，用鐵索把鐵牛和兩只裝滿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，把鐵牛拉上來．
利用物體的沉浮原理估測液體的密度，在我國的宋、元時(shí)代已經(jīng)開始．根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)記載，密度的測定主要是和古代的制鹽業(yè)密切聯(lián)系的，即由于估測鹽水的需要，發(fā)展了液體密度的測量技術(shù)，為曬鹽業(yè)提供了條件．11世紀(jì)，姚寬在臺州做官時(shí)，為了檢查鹽商是否舞弊，他首創(chuàng)了一種簡單的估測鹽水密度的方法．選用體積大體相同，而質(zhì)量不同的蓮子十粒，當(dāng)把蓮子放在鹽水中時(shí)，如果這些浮沉子－－蓮子有5粒以上浮起，說明鹽水是最濃的；如果有三四粒蓮子浮起，說明此鹽水是濃鹽水；如果不足3粒蓮子浮起，說明此鹽水是稀鹽水．到了元代，經(jīng)進(jìn)一步改進(jìn)，制造了便于攜帶的簡單裝置．取四個蓮子，分別用四種不同濃度的鹽水浸泡，放在一個竹筒內(nèi)，便成為簡單的測定鹽水濃度的裝置．如果要測某種鹽水的濃度，只要把待測鹽水的一小部分裝入筒內(nèi)，觀察各類蓮子浮起的情況，便可以估測鹽水的濃度．到了明代，測定鹽水濃度的方法進(jìn)一步簡化，選一粒輕重合適的蓮子，放在竹筒內(nèi)，當(dāng)把待測的鹽水放入竹筒中時(shí)，如果蓮水浮在水面上成橫倒形，則鹽水最濃；如果成垂直形，則鹽水次濃；如果蓮子沉而下浮，則鹽水不濃．我國古代這種簡單估測鹽水濃度的方法，與現(xiàn)代密度計(jì)的原理相似，這說明我國古代對浮力的研究與應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)深入了．
閱讀后回答下列問題：
(1)我國古代為世界航海事業(yè)做出偉大貢獻(xiàn)的著名人物是誰？
(2)和尚懷丙是采用的什么辦法打撈沉入河里的鐵牛的？
(3)用你所學(xué)的知識解釋我國明代估測鹽水濃度的方法中所包含的科學(xué)道理．
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我國古代對浮力的認(rèn)識及應(yīng)用大約在殷商時(shí)期，我們的祖先就開始認(rèn)識和應(yīng)用浮力了，是世界上應(yīng)用浮力最早的國家之一．當(dāng)時(shí)是利用較大的獨(dú)木，從中間挖成槽形，放在江河的水中漂流，稱為獨(dú)木舟．人們利用它來載人和裝運(yùn)收獲的獵物．后來又發(fā)展到用木板做成船體，在江河中代替獨(dú)木舟航行．隨著生產(chǎn)和技術(shù)的發(fā)展，以后各個朝代對船的形狀和結(jié)構(gòu)又進(jìn)行了多次改進(jìn)，使木船不僅能在內(nèi)河、湖泊中航行，還制造了能適用于大海、大洋中航行的大型船舶．明朝時(shí)的鄭和出使西洋用的大型“寶船”船隊(duì)，其船體在結(jié)構(gòu)上合理、精致、美觀，都達(dá)到了古代造船工藝史上的巔峰．這一偉大的成果，是古代造船史上非常光輝的業(yè)績，是我們祖先對世界航海事業(yè)作出的偉大貢獻(xiàn)．
浮橋是我國古代歷史上應(yīng)用浮力的偉大奇跡，在公元前8世紀(jì)周朝時(shí)就得到了廣泛的應(yīng)用．在以后的年代，發(fā)展到不僅可以在小河上架起浮橋，而且像黃河這樣的大河上也架起了浮橋．相傳在11世紀(jì)初，在蒲州附近潼關(guān)以北的黃河上曾架起一座很大的浮橋，浮橋的纜繩用8只鐵牛系住，這些鐵牛立于兩岸，每只鐵牛重?cái)?shù)萬斤．后來由于洪水泛濫，浮橋被沖垮，鐵牛也沉入河中．如何把鐵牛打撈起來，在當(dāng)時(shí)的條件下，是比較困難的．和尚懷丙派人潛入水中，用鐵索把鐵牛和兩只裝滿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，把鐵牛拉上來．
利用物體的沉浮原理估測液體的密度，在我國宋、元時(shí)代已經(jīng)開始．根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)記載，密度的測定主要是和古代的制鹽業(yè)密切聯(lián)系的，即由于估測鹽水的需要，發(fā)展了液體密度的測量技術(shù)，為曬鹽業(yè)提供了條件．11世紀(jì)，姚寬在臺州做官時(shí)，為了檢查鹽商是否舞弊，他首創(chuàng)了一種簡單的估測鹽水密度的方法．選用體積大體相同，而質(zhì)量不同的蓮子十粒，當(dāng)把蓮子放在鹽水中時(shí)，如果這些浮沉子——蓮子有5粒以上浮起，說明鹽水是最濃的；如果有三四粒蓮子浮起，說明此鹽水是濃鹽水；如果不足3粒蓮子浮起，說明此鹽水是稀鹽水．到了元代，經(jīng)進(jìn)一步改進(jìn)，制造了便于攜帶的簡單裝置．取四個蓮子，分別用四種不同濃度的鹽水浸泡，放在一個竹筒內(nèi)，便成為簡單的測定鹽水濃度的裝置．如果要測某種鹽水的濃度，只要把待測鹽水的一小部分裝入筒內(nèi)，觀察各類蓮子浮起的情況，便可以估測鹽水的濃度．到了明代，測定鹽水濃度的方法進(jìn)一步簡化，選一粒輕重合適的蓮子，放在竹筒內(nèi)，當(dāng)把待測的鹽水放入竹筒中時(shí)，如果蓮子浮在水面上成橫倒形，則鹽水最濃；如果成垂直形，則鹽水次濃；如果蓮子沉而下浮，則鹽水不濃．我國古代這種簡單估測鹽水濃度的方法，與現(xiàn)代密度計(jì)的原理相似，這說明我國古代對浮力的研究與應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)深入了．
閱讀后回答下列問題：
(1)我國古代為世界航海事業(yè)做出偉大貢獻(xiàn)的著名人物是誰？
(2)和尚懷丙是采用什么辦法打撈沉入河里的鐵牛的？
(3)用你所學(xué)的知識解釋我國明代估測鹽水濃度的方法中所包含的科學(xué)道理．
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