Question

如圖是2007年12月22日“南海一號”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“浮力液位信號器”的示意圖，圖中液位指示計實際上是一個固定在容器壁上的智能型測力計，它即能測出硬棒對它的壓力，也能測出硬棒對它的拉力．
（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．試寫出液位指示計所受到的力的表達式．
（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，試求正常水位時浮筒沒入水面下多少m？
（3）對“南海1號”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，但是其采用的都是水下切割打撈方法，首先把古船內(nèi)的貨物全部運走，然后對船體進行切割，將切割之后的小塊船體打撈上來進行復原拼裝．我國對“南海1號”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？（說出一點即可）

Answer 1

【答案】分析：（1）當F_浮＞G+G₁時，液位指示計受到硬棒的壓力；當F_浮＜G+G₁時，液位指示計受到硬棒的拉力；當F_浮=G+G₁時，液位指示計所受到的作用力為0；據(jù)此列出表達式；
（2）當液位指示計受到的力為0時，此時F_浮=G+G₁，據(jù)此求正常水位時浮筒沒入水面h；
（3）可以從保護文物、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F_浮＞G+G₁時，液位指示計所受到的壓力：
F=F_浮-（G+G₁），
當F_浮＜G+G₁時，液位指示計所受到的拉力：
F′=（G+G₁）-F_浮，
當F_浮=G+G₁時，液位指示計所受到的作用力為0；
（2）當液位指示計受到的力為0時，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）正常水位時浮筒沒入水面下1.1m；
（3）保護文物、保留文物信息，減少潛水員的工作量．
點評：本題考查了學生對阿基米德原理、物體浮沉條件的應(yīng)用，涉及到實際問題（古沉船整體打撈技術(shù)），要求靈活運用所學知識．