張建智

三國時期，孫權(quán)送給曹操一頭大象，曹操觀賞稱贊之余，隨口問道：“你們誰能稱出這只大象有多重？”大臣們你一言我一語，討論不出什么方法.就在這時.突然冒出了一個孩子的聲音：“我有辦法稱.”

說話的是曹操年僅六歲的兒子曹沖.只見曹沖慢條斯理地說：“你們給我找一條船來，把大象牽到船上去，船會沉下去一些，沿水面處在船舷上刻一條線作為標(biāo)記.把大象牽上岸，再找些石頭放在船上，直到船下沉到船舷上的刻線再次與水面相平時為止，最后.把船上的石頭一塊塊地稱出來加在一起，不就是大象的重了嘛，”曹操聽后滿意地點(diǎn)頭微笑，派人照著曹沖出的主意去做，很快就把大象的體重稱出來了.這就是流傳至今的曹沖稱象的故事.

在這個故事里，曹沖想到的用可以單獨(dú)一個個稱量的石頭去替代無法分成小塊兒來稱的大象的方法.是物理學(xué)中應(yīng)用較為廣泛的科學(xué)研究方法——等效替代法，所謂等效替代法，就是將某個物理量、物理裝置、物理狀態(tài)（或過程），用另外一個物理量、物理裝置、物理狀態(tài)（或過程）來替代，得到相同的結(jié)論.達(dá)到高效解決物理問題的目的.在初中物理中，用合力代替各個分力的共同作用，甩玻璃板代替平面鏡、用沒有點(diǎn)燃的蠟燭代替點(diǎn)燃的蠟燭來探究平面鏡成像特點(diǎn)等都用到了等效替代法，

例 桌上有燒杯（燒杯能直立漂浮在水面上）、大水槽、量筒、記號筆及足夠的水，要求用這些器材粗略測出一塊小鵝卵石的密度.小剛同學(xué)根據(jù)要求設(shè)計出了一種測量方法，基本實驗步驟如圖1所示.

（1）根據(jù)圖示的實驗步驟可知：鵝卵石的質(zhì)量是______g，鵝卵石體積是______cm3，鵝卵石的密度p=______g/cm3.

（2）本實驗中測量鵝卵石質(zhì)量的方法是______.這種方法在學(xué)習(xí)初中物理其他知識的過程中也曾經(jīng)用到過，請舉一例：__________.

解析：（1）由圖示的實驗步驟可知，放入鵝卵石的燒杯排開水的體積與加入水的燒杯排開水的體積相同，根據(jù)阿基米德原理，它們排開水所受的重力相同，則它們所受的浮力相同，它們的重相同.所以，燒杯和鵝卵石的總重等于燒杯和杯中水的總重，則鵝卵石的質(zhì)量和燒杯內(nèi)水的質(zhì)量相等.

由圖可知，倒入燒杯中的水的體積V水=250cm3-100cm3=150Cm3，得燒杯中水的質(zhì)量，m水=p水v水：1.0g/cm3xl50cm3=150g，則鵝卵石的質(zhì)量m石=m水=150g.已知鵝卵石的體積V石=250cm3-200cm3=50cm3，得鵝卵石的密度.

（2）實驗中，鵝卵石的質(zhì)量用水的質(zhì)量來代替.用到了等效替代法.在探究平面鏡成像特點(diǎn)時，用玻璃板代替平面鏡，用沒有點(diǎn)燃的蠟燭代替點(diǎn)燃的蠟燭.也用到了等效替代法，

答案：（1）150 50 3 （2）等效替代法用玻璃板代替平面鏡（或用沒有點(diǎn)燃的蠟燭代替點(diǎn)燃的蠟燭）來探究平面鏡成像特點(diǎn)。endprint