汲水裝置實驗

① 原始居民製作的小口鼓腹尖底瓶是用來汲水的，她是怎樣汲水的他的汲水原理是什麼

○幾十年來，學術界對尖底瓶的錯誤認識和理解一直未能得到澄清；最近幾年，這種錯誤認識和理解已經進入中學歷史教材和教學活動中，此情況亟需引起有關部門和專家的重視。 ○尖底瓶不是汲水器、取水器或一般的飲水器、盛水器，而應該是一種禮器，主要應用於祈雨、祭祀、慶典等禮儀活動。尖底瓶之謎到了「解謎」、「揭謎」的時刻。 ○建議教育部教材審定委員會盡快組織有關專家審議尖底瓶問題或重新實驗、研究，取得一致認識和意見，改正教材中的錯誤。 http://www.xiangyata.net/data/articles/a02/488.html

② 物理的力學怎麼理解

1、力的定義
定義：力是物體對物體的作用
說明：定義中的「作用」是推、拉、提、吊、壓等具體動作的抽象概括
2、力的概念的理解
發生力時，一定有兩個（或兩個以上）的物體存在，也就是說，沒有物體就不會有力的作用（力的物質性）
當一個物體受到力的作用時，一定有另一個物體對它施加了力，受力的物體叫受力物體，施力的物體叫施力物體。所以沒有施力物體或沒有受力物體的力是不存在的。（力的相互性）
相互接觸的物體間不一定發生力的作用，沒有接觸的物體之間也不一定沒有力「接觸與否」不能成為判斷是否發生力的依據。
物體間力的作用是相互的。
施力物體和受力物體的作用是相互的，這一對力總是同時產生，同時消失。
施力物體、受力物體是相對的，當研究對象改變時，施力物體和受力物體也就改變了
3、力的作用效果——由此可判定是否有力存在
（1）可使物體的運動狀態發生改變。
註：運動狀態的改變包括運動快慢改變或運動的方向改變。
（2）可使物體的形狀與大小發生改變。（形變）
4、力的單位
國際單位制中，力的單位是牛頓，簡稱牛，用符號N來表示。
1N大小相當於拿起2個雞蛋的力。
5、力的測量
工具：測力計，實驗室中常用的測力計是彈簧秤
彈簧秤的原理：彈簧受到的拉力越大，彈簧伸長就越長
6、彈簧秤的正確使用
觀察彈簧秤的量程、分度值和指針是否指在零刻線上
讀數時，視線、指針和刻度線應在同一水平面
被測力的方向應與彈簧伸長的方向一致
7、力的三要素
力的大小、方向、作用點叫力的三要素，都能影響力的作用效果
8、力的圖示：用一根帶箭頭的線段把力的三要素表示出來
9、力的圖示的作圖方法
（1）畫出受力物體：一般可以用一個正方形或長方形代表，球形可用圓圈表示。
（2）確定作用點：作用點畫在受力物體上，且畫在受力物體和施力物體的接觸面的中點，如受力物體和施力物體不接觸或同一物體上受二個以上的力，作用點畫在受力物體的幾何中心。
（3）確定標度：如用1厘米線段長代表多少牛頓。
（4）畫線段：從力的作用點起，按所定標度沿力的方向畫一條直線，用來表示力的大小
（5）標出力的方向：在線段的末尾畫上箭頭（含在線段內），表示力的方向
（6）將所圖示的力的符號和數值標在箭頭的附近
10、力的示意圖
某些情況下，只需要定性地描述物體的受力情況，不需要精確地表示出力的大小，則可以畫力的示意圖。
11、重力的概念
定義：地面附近物體由於地球吸引而受到的力叫重力（符號：G）
理解：①重力的施力物體是地球，它的受力物體是地面附近的一切物體。②重力的大小與物體的質量有關。
12、重力的三要素
大小：G = mg
方向：總是豎直向下（垂直水平面向下）
作用點：重力的作用點在物體的重心上。其中形狀規則，質量分布均勻物體的重心在它的幾何中心
13、摩擦的種類
滑動摩擦、滾動摩擦、靜摩擦 滾動摩擦力遠小於滑動摩擦力
14、滑動摩擦力的影響因素
①與物體間的壓力有關 ②與接觸面的粗糙程度有關
與物體的運行速度、接觸面的大小等無關
15、增大有益摩擦，減小有害摩擦的方法
增大有益摩擦：①增加物體間的壓力 ②增大接觸面的粗糙程度
減小有害摩擦：①減小物體間的壓力 ②減小接觸面的粗糙程度
16、合力的概念
合力：如果一個力產生的效果跟兩個力共同作用產生的效果相同，這個力就叫做那兩個力的合力
理解：①合力的概念是建立在「等效」的基礎上，也就是合力「取代了分力，因此合力不是作用在物體上的另外一個力，它只不過是替了原來作用的兩個力，不要誤認為物體同時還受到合力的作用。②兩個力合成的條件是這兩個力須同時作用在一個物體上，否則求合力無意義。
17、力的合成
已知幾個力的大小和方向，求合力的大小和方向叫做力的合成
（1）當兩個力方向相同是時，其合力的大小等於這兩個力之和；方向與兩力的方向相同 數學表述：F合 =F1 + F2
（2）當兩下力方向相反時，其合力的大小等於這兩個力之差，方向為較大力的方向 數學表述：F合 = F1 - F2 （其中：F1 > F2 ）

九、力與運動
1、平衡力
平衡力：物體在兩個力的作用下能保持靜止或勻速直線運動狀態，則稱這兩個力是一對平衡力，或叫作二力平衡
平衡力的條件（或特點）：同體、等值、反向、共線
其中是否作用於同一物體是兩個力是一對平衡力還是一對相互作用力的關鍵
2、牛頓第一定律
內容：一切物體在沒有受到外力作用時，總保持靜止或勻速直線運動狀態
理解：（1）它包含兩層含義①靜止的物體在不受外力作用時總保持靜止狀態
②運動的物體在不受外力作用時總保持勻速直線運動狀態
（2）牛頓第一定律是理想定律
（3）物體不受力，一定處於靜止或勻速直線運動狀態，但處於靜止或勻速直線運動狀態的物體不一定不受力
3、慣性
慣性：物體保持原有的運動狀態不變的性質叫做慣性
理解：①慣性是物體的固有屬性，一切物體在任何情況下都具有慣性
② 慣性的大小隻與物體的質量有關，而與物體是否運動、運動的快慢、是否受外力等都沒有關系
③ 注意：慣性不是「力」，敘述時，不要說成「物體在慣性的作用下」或「受到慣性的作用」等說法
【記憶法】
（1）慣性理解的順口溜「物體有慣性，慣性物屬性，大小看質量，不論動與靜」
（2）對力和運動關系的理解
不受力
受力分析 合力為0 狀態不變
受力 平衡力
物體 非平衡力 合力不為0 狀態改變
靜止 不受力
勻速直線運動 狀態不變 平衡力
狀態分析 運動 直線運動 變速直線運動
曲線運動 狀態改變 非平衡力
在這里能找到你要的例題和練習
http://kx.pyjy.net/source/czwl/

③ 人們從井裡提水的裝置叫軲轆,屬於什麼

轆轤，漢族民間提水設施，流行於北方地區。由轆轤頭、支架、井繩、水斗等部分構成。利用輪軸原理製成的井上汲水的起重裝置。顧曰：「井上轆轤卧嬰兒。」南朝 宋 劉義慶《世說新語·排調》井別作桔橰、轆轤。北魏 賈思勰《齊民要術·種葵》

轆轤也可指機械上的絞盤。渡溝壍，飛橋一間，廣一丈五尺，長二丈以上，著轉關轆轤八具，以環利通索張之。

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④ 汲水坑和集水坑的區別

沒有所謂的汲水坑，只有集水坑。

集水坑是建築工程在基坑開挖時，如果地下水位比較高，且基底標高在地下水位之下時需要設置排水方式。集水坑（water pit）就是比較簡便的一種方式，適用於基底埋深<5m時。

建築工程在基坑開挖時，如果地下水位比較高，且基底標高在地下水位之下時需要設置排水方式。集水坑就是比較簡便的一種方式。

(4)汲水裝置實驗擴展閱讀：

在集水坑基坑驗收合格後，澆築10cm厚C15素混凝土。墊層混凝土採用預拌混凝土澆築，澆築混凝土前檢測混凝土坍落度和檢查商品混凝土出廠合格證是否符合設計和規范要求，澆築混凝土嚴格按照施工技術規范要求施工。並且每台班抽取混凝土試件進行檢測。

集水坑回填需在牆身施工完成後強度達到85%後方可進行牆背回填，禁止採用大型壓路機輾壓。回填采原狀土進行回填，用小型壓實設備進行壓實，不能到位的地方用打夯機人工夯實。填方施工過程中應檢查排水措施、每層填築厚度、含水量控制、壓實程度。

⑤ 半坡人用來汲水的小尖底瓶為什麼要設計成那樣的形狀，他兩邊的兩個小耳朵是用來干什麼的

用繩拴到吊耳上放進水裡汲水時，尖底先接觸水面，繼續放入水中後由於受浮力作用不均衡，使陶瓶很容易沿水平軸翻轉，使水能灌入瓶內。而當陶瓶水漸滿後，由於裝滿水的陶瓶重量加大，使陶瓶又在水中重新恢復垂直狀態，提出水面後瓶內水不會灑出。取水方便。

⑥ 水源水的採取

水源水是指水源地的原水。水源水采樣點通常應選擇汲水處。

1)地表水。在河流、湖泊可以直接汲水的場合，可用適當的容器如水桶采樣。從橋上等地方采樣時，可將系著繩子的桶或帶有墜子的采樣瓶投入水中汲水。注意不能混入漂浮於水面上的物質。

2)一定深度的水。在湖泊、水庫等地採集具有一定深度的水時，可用直立式采水器。這類裝置是在下沉過程中水從采樣器中流過。當達到預定深度是容器能自動閉合而汲取試樣。在河水流動緩慢的情況下使用上述方法時最好在采樣器下繫上適宜質量的墜子，當水深流急時要繫上相應質量的鉛魚，並配備絞車。

3)泉水和地下水。對於自噴的泉水可在涌口處直接采樣。採集不自噴泉水時，應將停滯在抽水管中的水汲出，新水更替後再進行采樣。從地下水採集水樣，應在充分抽汲後進行，以保證水樣的代表性。

4)出廠水的採取。出廠水是指集中式供水單位(飲用水、中水、污染水)水處理工藝過程完成的水。出廠水的采樣點應設在出廠進入輸送管道以前處。

5)末梢水的採取。末梢水是指出廠水經輸水管網輸送至終端處的水。末梢水的採取應注意采樣的時間，夜間可能析出可沉積於管道的附著物，取樣時應打開龍頭放水數分鍾，排出沉積物。採集用於微生物學指標檢驗的樣品前應對水龍頭進行消毒。

6)二次供水的採取。二次供水是指集中式供水在入用戶之前經再度儲存、加壓和消毒深度處理，通過管道或容器輸送給用戶的供水方式。二次供水的採取應包括水箱(或蓄水池)進水、出水以及末梢水。

7)分散式供水的採取。分散式供水是指用戶直接從水源取水，未經任何設施或僅有簡易設施的供水方式。分散式供水的採集應根據實際使用情況確定。

8)采樣體積。根據測定指標、測試方法、平行樣檢測所需樣品量等情況計算並確定采樣體積。測試指標不同，測試方法不同，保存方法也就不同，樣品採取時應分類採取，表79.1提供的常規檢驗指標的取樣體積可供參考。

非常規指標和有特殊要求指標的采樣體積應根據檢測方法的具體要求確定。

表79.1 水中常規檢驗指標的取樣體積

續表

9)水樣的過濾和離心分離。在采樣時或采樣後不久，用濾紙、濾膜或砂芯漏斗、玻璃纖維等過濾樣品或將樣品離心分離都可以除去其中的懸浮物，沉澱、藻類及其他微生物。在分析時，過濾的目的主要是區分過濾態和不可過濾態。在濾器的選擇上要注意可能的吸附損失，如測有機項目時一般選用砂芯漏斗和玻璃纖維過濾，而在測定無機項目時常用0.45μm濾膜過濾。

⑦ 牛人賜教！關於永動機

永動機是一類想像中的不需外界輸入能源、能量或在僅有一個熱源的條件下便能夠不斷運動並且對外做功的機械。歷史上人們曾經熱衷於研製各種類型的永動機，其中包括達芬奇、焦耳這樣的學術大家(中國的國民革命軍將領黃維在被中國人民解放軍俘虜後也一直從事永動機的研製，直到逝世)，也包括一些希望以永動機出名和獲利的騙子。在熱力學體系建立後，人們通過嚴謹的邏輯證明了永動機是違反熱力學基本原理的設想，從此之後就少有永動機的研究者了。不過從一個側面也可以認為，人類對永動機的熱情以及製造永動機的種種實踐，推動了熱力學體系的建立和機械製造技術的進步。
1775年法國巴黎科學院通過決議，宣布永不接受永動機，現在美國專利與商標局嚴禁向授予永動機類申請授予專利證書，而永動機這個名詞現在更多地作為一種修辭被用來描述那些充滿活力，不知疲倦的人。
第一類永動機：
是最古老的永動機概念，這一類永動機試圖以機械的手段在不獲取能源的前提下使體系持續地向外界輸出能量。歷史上最著名的第一類永動機是法國人亨內考在十三世紀提出的「魔輪」，魔輪通過安放在轉輪上一系列可動的懸臂實現永動，向下行方向的懸臂在重力作用下會向下落下，遠離轉輪中心，使得下行方向力矩加大，而上行方向的懸臂在重力作用下靠近轉輪中心，力矩減小，力矩的不平衡驅動魔輪的轉動。十五世紀，著名學者達芬奇也曾經設計了一個相同原理的類似裝置，1667年曾有人將達芬奇的設計付諸實踐，製造了一部直徑5米的龐大機械，但是這些裝置經過試驗均以失敗告終。
除了利用力矩變化的魔輪，還有利用浮力、水力等原理的永動機問世，但是經過試驗，這些永動機方案要麼被證明是失敗的，要麼被證明是騙局，無一成功。
1842年荷蘭科學家邁爾提出能量守恆和轉化定律；1843年英國科學家焦耳提出熱力學第一定律，他們從理論上證明了能夠憑空製造能量的第一類永動機是不能實現的。熱力學第一定律的表述方式之一就是：第一類永動機不可能實現。
第二類永動機：
在熱力學第一定律問世後，人們認識到能量是不能被憑空製造出來的，於是有人提出，設計一類裝置，從海洋、大氣乃至宇宙中吸取熱能，並將這些熱能作為驅動永動機轉動和功輸出的源頭，這就是第二類永動機。
歷史上首個成型的第二類永動機裝置是1881年美國人約翰·嘎姆吉為美國海軍設計的零發動機，這一裝置利用海水的熱量將液氨汽化，推動機械運轉。但是這一裝置無法持續運轉，因為汽化後的液氨在沒有低溫熱源存在的條件下無法重新液化，因而不能完成循環。
1820年代法國工程師卡諾設計了一種工作於兩個熱源之間的理想熱機——卡諾熱機，卡諾熱機從理論上證明了熱機的工作效率與兩個熱源的溫差相關。德國人克勞修斯和英國人開爾文在研究了卡諾循環和熱力學第一定律後，提出了熱力學第二定律。這一定律指出：不可能從單一熱源吸取熱量，使之完全變為有用功而不產生其他影響。熱力學第二定律的提出宣判了第二類永動機的死刑，而這一定律的表述方式之一就是：第二類永動機不可能實現。

⑧ 各朝代汲水工具

1. 桔槔。桔槔是利用杠桿原理的取水工具，大約出現在春秋戰國時期。早期的桔槔主要用於園圃中的「井」上，代替缸、瓮等來汲水灌田，後來也應用在湖、河、塘、溪的邊上汲水。桔槔的結構較為簡單。用一根橫長桿，將其中間豎向支撐或懸吊。橫桿的一端用一根直桿或繩子與汲水器相連，另一端綁上一塊重石。不汲水時，橫桿上綁石頭的一端位置較低。汲水時，人用力將汲器往下壓，橫桿上綁石頭的一端就上升，當汲器汲滿水後，石頭一端下降，就能輕松把水提拉至所需的位置。應用桔槔的汲水過程主要是藉助人的體重向下用力，因而大大減輕了人們提水的疲勞感。桔槔作為汲水工具雖然簡單卻使人們的勞動強度得以降低，因而是古代中國主要的灌溉工具之一。

2. 轆轤。隨著農田耕作規模的擴大，桔槔已經不能滿足農田灌溉的需要了。於是出現了另一種灌溉工具--轆轤。轆轤便於深井汲水，彌補了桔槔的功能缺陷，滿足了農田灌溉對水資源的進一步需求。轆轤是利用輪軸原理的產物。轆轤的主要部件是一根短圓木，其下面有三條腿的木架做支撐，短圓木可環繞其中心軸轉動。圓木上繞繩索，繩索一端固定，另一端懸掛陶罐或水斗。汲水時轉動圓木松開繩索放下陶罐或水斗，水滿時反向轉動圓木使繩索重新纏繞到圓木上，就可將水提出。轆轤上的繩索一放一收、水斗一落一起就完成了深井汲水。

3. 翻車。翻車也叫龍骨車，是利用鏈輪傳動來帶動水槽內的刮板翻轉從而將低處的水引向高處的灌溉機械。翻車在東漢時已經出現。後經過三國時馬鈞的改良成為灌溉園圃的工具，直到唐代才成為農業灌溉機械發展繁盛起來。

4. 筒車。筒車大約發明於隋朝，是利用水流沖擊水輪轉動的農業灌溉機械。筒車一般要安裝在有流水的河邊上，且挖有地槽，被引入地槽的急流推動水輪不停轉動，從而將地槽里的水通過水輪上的木筒或竹筒提升到高處，最終流進農田進行灌溉。筒車是靠激流沖擊來實現自動運轉的，所以筒車的使用受到一定地形限制。

5. 高轉筒車。高轉筒車出現在宋朝，高轉筒車的提水高度比一般筒車大，適合架設在水面很低而河岸很高的地方。高轉筒車由上、下兩個立輪構成，上立輪置於岸上、下立輪半置於水中，兩立輪之間有竹製鏈鎖環繞相連，在鏈鎖之上等距排列竹筒。整體以木結構為主，結構龐大。工作時由人力或畜力轉動上立輪，上立輪再帶動竹製鏈鎖運動，竹筒也跟著運動。竹筒轉至下立輪處汲水，然後繼續運動上行至上立輪最高處後開始轉向下行，同時將水傾倒出。如此循環往復就完成了在高岸上從低處汲水的工作。

6. 水轉高車。水轉高車適合架設在水流較大、流速較高的河岸。水轉高車與高轉筒車結構近似，汲水方式完全相同。不同之處就在於動力源和動力輪的差別。高轉筒車的動力輪是上立輪，動力源是人類或畜力，而水轉高車的動力輪在下立輪，動力源是水。水轉高車依靠水流沖擊驅動下立輪轉動來帶動竹鏈鎖及其上的竹筒轉動，完成汲水過程。
   

⑨ 下面的圖是半坡人用來取水的陶制尖底瓶，仔細觀察它的形狀（補歷史知識）

仰韶文化半坡類型最具代表性的器物之一.汲水器.紅陶質,手工製作.器形為小直口,細頸,長圓腹,尖底,肩部或腹部有對稱的雙系,用以穿繩.器表有多繩紋.燒結程度較好,質地堅實.汲水時由於重力作用,瓶口會自然向下,待水將滿時,瓶身自動倒轉,口部向上.仰韶文化廟底溝類型及馬家窯文化遺存中發現的尖底瓶略有不同.廟底溝類型的尖底瓶為雙唇,小口，器身瘦長,肩腹部無系.馬家窯文化的尖低瓶為侈口,直頸,折肩,腹有雙系以細泥橙黃陶製成,器表塗淺紅色陶衣,以黑彩繪旋紋,紋飾充滿動感,製作精細.

幾十年來，學術界對尖底瓶的錯誤認識和理解一直未能得到澄清；最近幾年，這種錯誤認識和理解已經進入中學歷史教材和教學活動中，此情況亟需引起有關部門和專家的重視。
○尖底瓶不是汲水器、取水器或一般的飲水器、盛水器，而應該是一種禮器，主要應用於祈雨、祭祀、慶典等禮儀活動。尖底瓶之謎到了「解謎」、「揭謎」的時刻。
尖底瓶，指的是流行於我國新石器時代仰韶文化中的一種陶器。這種陶器一般為小口細頸、斜肩鼓腹、瘦長體尖底、腹部有對稱雙耳，可略稱為小口尖底瓶。它的產生年代大約在距今6500年前，在距今5000年左右的廟底溝二期文化中還能見到，所以它存續的時間至少有1500年。其分布范圍西至甘、青地區，東至河南腹地，南及鄂西北漢水中游，北達內蒙古中南部、晉北、冀西北地區，見於仰韶文化各類型及受到仰韶文化重要影響的一些考古學文化。據現有資料和研究，尖底瓶最早見於渭水流域的仰韶文化半坡類型，隨後很快為以陝、晉、豫交界地區為核心分布區的廟底溝類型接受和改造，而且也主要流行於仰韶文化的這兩個主要類型中。

近年，仰韶文化這種尖底瓶已被編入中學歷史教材、進入中學歷史教學活動中，但其間卻沿襲了考古界、學術界多年來流行的對尖底瓶的一種錯誤理解和認識，當然相關的教材和教學活動也對學生進行了一種錯誤的引導，此情況亟需引起有關部門和專家的重視，以便作出及時的調整和糾正。
一、流行幾十年的錯誤已進入中學歷史教材
自2001年秋季開始，新中國基礎教育領域前所未有的重大改革舉措「國家基礎教育課程改革」正式啟動，有三個不同版本的新編初中歷史教材（分別為人民教育出版社、北京師范大學出版社、華東師范大學出版社出版，簡稱人教版、北師大版、華東師大版）正式在全國有關中學開始使用。其中北師大版、華東師大版初中一年級歷史課本（上冊）或教師教學用書均涉及仰韶文化尖底瓶有關內容，用半坡類型尖底瓶為背景材料設計了思維操作性課文及作業題，要求學生仔細觀察、思考其妙處，並動手設計一個既省力又方便的取水瓶。
由國家基礎教育歷史課程標准研製組編寫的北師大版《義務教育課程標准實驗教科書·歷史·七年級·上冊》在每個學習單元之後設計了一節「學習與探究課」，全書共有四節這樣的「學習與探究課」。其第一單元教學主題是「中華文明的起源」，相關的學習與探究課為「破解彩陶之謎」。這節課開始即以設問的方式出現，提出了三個相關的問題：「你注意過已學課文中的彩陶圖片嗎？你想了解彩陶的奇妙之處嗎？彩陶圖片反映了遠古居民什麼樣的生產和社會活動情況呢？」課文給出了四幅新石器時代陶器圖，即陝西黃陵出土人形陶罐、陝西寶雞北首嶺出土半坡類型小口尖底瓶、青海大通出土馬家窯文化舞蹈紋彩陶盆、陝西半坡遺址出土人面魚紋彩陶盆各一，要求學生「通過觀察彩陶的造型和圖案，想像並描述彩陶的用處，並由此想像和描述先民的生活情景，培養細致的觀察力和豐富的想像力」。關於尖底瓶，該教材的提示語為：「觀察小口尖底瓶。想一想：這只汲水用的瓶子為什麼被做成這種樣子？如果你用這個瓶子去河裡汲水，會出現什麼奇妙的現象？為什麼？」（該書19頁）。這節課的「活動目標」是：1、通過新石器時代的彩陶圖片直觀地感受歷史；2、在探究彩陶之謎的過程中，激發學習歷史的興趣；3、學習和運用觀察方法，提高觀察能力。
登陸教育部北京師范大學基礎教育課程研究中心「新世紀課程網」還可獲知如下信息：2001年4月28日北師大版歷史教材「第一次送審就被評為一類一等，並有許多內容獲得國家教委領導的一致好評，引起學術界、教育界、社會各界極大關注」，也是「同類教材中使用范圍最大的一套教科書」。在互聯網上可以搜索到不少有關「破解彩陶之謎」或尖底瓶的教案、教學探討文章或心得、體會；關於尖底瓶，老師則著力引導學生注意和理解其特別的汲水功能、在汲水時會出現的「奇妙的現象」（即尖底瓶入水時會自動傾倒汲水，水滿則陶瓶自動扶正，通過穿系陶瓶雙耳的繩子提起陶瓶，完成取水任務）。
人教版新編歷史教材沒有涉及尖底瓶以及相應的教學活動，但在人民教育出版社網站上亦有相關內容。其「學科教育·歷史與社會」版塊上有半坡類型尖底瓶實物圖，註明其用途為「汲水工具」，文字介紹為：「高46.2厘米，在其腹部兩側的環耳處系繩，汲水時手提繩子將瓶置於水中，因瓶腹是空的，重心在瓶的中上部，瓶就倒置於水中，注滿水後，重心移到瓶的中下部，瓶口就朝上直立起來」；其「中華文化·中國文物」版塊上有一幅馬家窯文化的喇叭口尖底瓶實物圖，文字介紹為：「這支尖底瓶是用來打水用的，實用而美觀。」 二、科技界、考古界對尖底瓶的錯誤認識 中國科學院網站「科學傳播·科學史話」主頁上有《中國科學史自然科學知識的萌芽》專文，將仰韶文化的尖底瓶視為「物理學知識的萌芽」，其中說道：「仰韶文化遺址中出土的小口尖底瓶是專門用來提水的容器，很符合力的平衡原理」。由中國科學院有關機構和部門主辦的「全球最大、最權威的中文科普網站」——中國科普博覽，其網站宣傳說：「本網只宣傳科學真理，破除迷信，反對偽科學」、「每一個博物館或專題都由該領域資深專家親自編寫腳本，保證知識的權威性」。該網站「科技之光·中國古代科技館·機械」部分對尖底瓶的介紹是：「關於物體的重心及其應用，我國約在六千年前新石器時代就已經有所認識。西安半坡遺址出土的盛水陶罐，其結構為紅陶質地，器形為小直口，細頸，長圓腹，尖底，肩部或腹部有對稱的雙系，用以穿繩。器表多有繩紋。燒結程度較好，質地堅實。汲水時由於重力作用，瓶口會自然向下，待水將滿時，瓶身自動倒轉，口部向上。這是仰韶文化半坡類型最具代表性的器物之一……」 核科學與核技術教育部網上合作研究中心網頁上在介紹半坡博物館時說：「其中有一種叫尖底瓶的汲水用具，狀如梭形，小口大肚尖底，腹部有系繩的雙耳，頸下飾斜形細繩花紋。汲水時，圓筒狀的瓶口便自動下沉，盛滿水後用繩將尖底瓶吊出水面，滴水不漏。這說明先人們通過長期實踐，對中心原理已經有所發現並應用於日常生活中」。中國青少年計算機信息服務網對尖底瓶的介紹是：「它是巧妙運用重心原理的一種汲水器。具體方法是在雙耳上繫上繩子，由於水的浮力，瓶子一接觸水面就自動傾倒，灌滿水後又因為重心移動而自然豎立。用它盛水還有兩大特點，一是便於手提與肩背，二是口小，灌滿水後從河邊到居住區的路上水不容易漫出」。中國陶瓷信息資源網也說尖底瓶是一種汲水器，「汲水時由於重力作用，瓶口會自然向下，待水將滿時，瓶身自動倒轉，口部向上」。 至於各種科普讀物多年來對尖底瓶相同或類似的介紹、說明，這里不再贅述。 不僅教育界、科技界、科普讀物對仰韶文化尖底瓶有如上的理解、認識和介紹，而且文物考古界幾十年來對尖底瓶的描述、理解和認識也大多如此。《中國文物報》1999年做過一個「中國古代科技文物叢談」專版，其中仰韶文化的尖底瓶被放在頭條文章中作為「重力機械」進行介紹，文曰：「這是種汲水工具，瓶耳系繩，空瓶入水時重心變化，瓶口自然地倒向一側，水流入瓶中達到一定水量，它就自動立起。取水者放鬆繩索，尖底瓶沒於水中，提出後可得一滿瓶水。尖底瓶綜合利用重力與重心，體現了平衡原理」（王冠倬、紀聿綿《弓箭和尖底瓶——彈力和重力機械》，《中國文物報》1999年7月18日第3版）。 仰韶文化半坡類型得名於西安半坡遺址的發掘，該遺址於1953年開始發掘，1957年發掘工作結束在該遺址建立了我國第一座遺址博物館——半坡遺址博物館。當參觀者進入該博物館時，會發現院內中央有一水池，池中小山上塑有一汲水少女形象：她腕戴陶環，身著麻布裙衫，手中正提著一隻半坡類型的尖底瓶，蹲在池邊，作欲汲水狀。半坡博物館內這尊醒目的少女形象，傳遞給觀者的信息仍然是：尖底瓶是一種汲水器具。 研究仰韶文化的著名考古學家鞏啟明先生在近年出版的《仰韶文化》一書中，不僅視尖底瓶為水器，而且也將尖底瓶作為「仰韶文化居民的科技知識及文化藝術」進行介紹，說「尖底瓶的汲水等都是對重心原理熟練掌握的反映」，並附有雙耳系繩的尖底瓶入水、取水演示圖（鞏啟明著《仰韶文化》93頁、201頁，文物出版社2002年10月第1版）。另一著名考古學家王仁湘先生也是將尖底瓶視為一種在汲水時能表現出一種「特別的力學特徵」之汲水器、盛水器，並且據此去思考和追溯仰韶文化的起源或半坡人的來源。他說：「尖底瓶的意義主要可能還不在於它是一種欹器，不在於它在汲水時表現出的特別的力學特徵，而主要在於它的小口，可以保存盛水不致蒸發或盪溢，這是乾旱少水地區的特有水器，它分布的范圍最能說明問題。尖底瓶的起源並不清楚，雖然在零口文化中見到小口瓶，它能否演變為後來的尖底瓶，現在也還沒有定論」，認為「半坡人的傳統顯然來自乾旱的黃土高原，這傳統很讓人懷疑可能生長在甘肅、青海地區，仰韶文化的正源，似乎要從關中以西的地區去尋找」（王仁湘《仰韶文化淵源研究檢視》，《考古》2003年第6期）。 迄今，考古學家不僅普遍將仰韶文化尖底瓶視作水器，而且也將尖底瓶與其他水器混在一起進行類型學和譜系研究，乃至排出「非尖底瓶水器——尖底瓶水器——非尖底瓶水器」這樣一種水器發展、演變歷程（閻渭清《甘青地區新石器時代的水器》，《考古與文物》2004年第3期）。 三、實驗、研究證明尖底瓶不是汲水器 從上個世紀五十年代至今（如果從1920年代安特生發現和研究仰韶文化開始，迄今已有八十多年），中國文物考古界、科技界、教育界，無論是專門的研究性著述或是普及性讀物、介紹，普遍視仰韶文化的尖底瓶為汲水器乃至具有特別的「力學特徵」、「重心原理」能汲滿滿一瓶水而不會溢出。當然，權威部門和專家、學者們一直這樣說，一般知識分子和民眾也就這樣接受了，晉至現在進入了中學歷史教材，用以教育、教導子孫後代。但是，我們並不知道仰韶文化尖底瓶是一種汲水器，具有特別的「力學特徵」、「重心原理」和奇妙的取水功能這種結論和認識是怎麼產生和得來的，是經過實驗、研究或是經由實踐活動檢驗呢，我們無從得知。相反，否定這種結論和認識的研究、實驗在十多年前就已產生，並且至少兩次公開發表論文。 針對考古界以及科普讀物中關於仰韶文化尖底瓶之流行說法，半坡博物館的研究人員1988年對館藏的一批半坡類型尖底瓶（其中包括半坡遺址、姜寨遺址等出土的尖底瓶）進行實驗考古，結果發現「半坡類型絕大部分尖底瓶因盛水後重心高於瓶耳而傾覆，因此不能用來自動汲水」（孫霄、趙建剛《半坡類型尖底瓶測試》，《文博》1988年第1期）。1989年，他們又與北京大學力學系的專家合作，用數值模擬方法對半坡博物館的7個樣品尖底瓶進行模擬實驗，同時還對一個石膏模型瓶做了數值模擬和實測，驗證了這種方法和程序的可靠性。石膏模型瓶實驗及數值模擬模擬實驗結果一致，即「模型瓶空提起狀態為底朝上傾斜，注水適中時，瓶底朝下，注水較多時，瓶底又朝上，水倒出」。對7個尖底瓶和一個模型瓶的研究結果表明：其中有5個瓶具有「虛則倒斜、中則正、滿而覆」的性能，2個瓶具有「虛則正斜、中則正、滿而覆」的性能，只有一個瓶具有「滿而不覆」的性能（此瓶的雙耳位置明顯比其他瓶的雙耳高）。他們認為：「7個陶瓶是有代表性的，基本反映了半坡類型尖底瓶的特性。數值模擬表明，多數瓶入水後會自動傾倒至水平狀態而進水，但由於滿而覆的性質，不能達到自動汲水的功能」，而且「自動傾倒至水平狀態也並非尖底形狀所致，多數瓶的最大直徑和瓶高比D:H基本上在2至2.6之間（原文如此，實際應是瓶高與最大直徑之比即H:D為2至2.6之間——王先勝注），對於這種比例的圓柱形筒，其穩定平衡狀態也是軸線位於水平。所以並非為了能自動傾倒至水平狀態才做成尖底形」。他們說：「半坡人生活在滻河旁，平坦的河床大概也不需要用繩吊瓶去汲水的」、「至於為什麼做成尖底而又不便安放、雙耳偏下而形成『滿而覆』的形狀，恐怕要作多方面的綜合研究了」（北京大學力學系王大鈞、唐琎、張菁，西安半坡博物館孫霄、趙建剛《半坡尖底瓶的用途及其力學性能的討論》，《文博》1989年第6期）。 上述研究表明，半坡類型的尖底瓶絕大部分都只能盛裝半瓶左右的液體（水），提攜穿系雙耳的繩索才不致傾倒出瓶中液體即「中則正」，而只有極少數尖底瓶才可以盛滿液體。這個事實決定了尖底瓶不可能是一種生活中實用的汲水器、盛水器。仰韶文化的尖底瓶發端於半坡類型，也普遍見於半坡類型，因此半坡類型尖底瓶的性質和功用大致可反映和代表整個仰韶文化尖底瓶的性質和功用。蘇秉琦先生曾排列出廟底溝類型尖底瓶的演化、發展序列，共選取四個樣品瓶：其中第一、第三個尖底瓶雙耳位置均非常偏低，雙耳高度約在瓶高的三分之一處，憑目測也可判斷這種瓶只能盛裝很少的液體才能正常提攜；其中第二個尖底瓶腹部無耳（這種無耳尖底瓶在廟底溝類型尖底瓶中佔有較大比例），故不可穿繩汲水、提攜；其中第四個尖底瓶為喇叭口（這種瓶出現於仰韶文化晚期，已處於尖底瓶文化的尾聲階段），雙耳靠上，這種瓶才有可能盛滿液體而不傾覆（蘇秉琦著《中國文明起源新探》23頁圖4，三聯書店1999年6月第1版）。仰韶文化半坡類型及受到其重要影響的同時代考古學文化中廣泛流行一種大口尖底罐（約距今6500—6000年間），其分布范圍約與仰韶文化尖底瓶相當（參見韓建業著《中國北方地區新石器時代文化研究》，文物出版社2003年第1版）。這種大口尖底罐的存在也可證尖底瓶「並非為了能自動傾倒至水平狀態才做成尖底形」，因為大口尖底罐絕不可能是汲水器、運水器。 半坡博物館和北京大學研究人員的實驗、研究只是否定了尖底瓶為汲水器、有奇妙的取水功能這種流行說法，他們並未說明尖底瓶到底是一種什麼性質的器物，五、六千年前仰韶文化的先民們製作尖底瓶到底有什麼用。那麼尖底瓶到底因何而產生、有什麼用處，如何給它定性呢？筆者認為它應該是一種禮器，理由有四：其一，絕大部分尖底瓶都只能盛裝半瓶或少量液體才能正常提攜，證明尖底瓶的設計和製作不是從生產或生活實用的角度去考慮的，它盛裝的物品（水或酒，液體類）具有象徵性、禮節性。其二，尖底瓶盛裝液體後不能隨便地置於平地或平台（因尖底必然傾倒），而只能提攜、懸掛高處或抱在手上（仰韶文化中並無專門的尖底瓶器座），這也不是從生產、生活實際或實用的角度去考慮的。尖底瓶在使用狀態中始終只能直立於空中或掌握於手中。如上所述之實驗、研究，大部分尖底瓶處於空瓶狀態穿繩提攜時都是瓶口朝下、瓶底朝上即「虛則倒斜」，當瓶中液體並未使用（飲用）完而尚余少量時，尖底瓶也會處於瓶口朝下、瓶底朝上狀態而將餘量物品倒出。這種狀態要求尖底瓶的使用者必須始終用手掌握尖底瓶，這種強制性的要求和設計亦暗含著尖底瓶使用狀態中的嚴謹、嚴肅性，它可能與宗教、禮儀相關。其三，半坡類型的尖底瓶是壺罐口，廟底溝類型的尖底瓶是雙唇口，它們是區分仰韶文化半坡類型與廟底溝類型的典型器類之一。壺罐口尖底瓶是「瓶上加瓶」，即口部做成很小的壺、罐或瓶、杯的形狀；雙唇口尖底瓶是「口中套口」，即將口唇部做成一小一大內外相套的樣式。壺罐口、雙唇口也都不是從生產或生活實用的角度去考慮的，即本沒有必要將尖底瓶口設計和製作成壺罐形或雙唇口。這種沒有必要存在的壺罐口、雙唇口恰恰與繁文褥節的禮儀需要相吻合。其四，仰韶文化特別是廟底溝類型以及馬家窯文化有較大比例的尖底瓶都是無耳的，這種尖底瓶不僅與系繩汲水無緣，而且盛裝液體後（亦即使用狀態）必須抱在手中，這種強制性的要求也證明尖底瓶不是一般的水器，而應與禮儀相關。 仰韶文化的尖底瓶與禮儀相關，中國考古學泰斗、考古學區系類型理論的奠基者蘇秉琦生前曾有論述。他認為半坡類型的「小口尖底瓶未必都是汲水器。甲骨文中的酉字有的就是尖底瓶的象形。由它組成的會意字如『尊』、『奠』，其中所裝的不應是日常飲用的水，甚至不是日常飲用的酒，而應是禮儀、祭祀用酒。尖底瓶應是一種祭器或禮器，正所謂『無酒不成禮』」。根據尖底瓶的存在以及其他一些現象，蘇先生認為半坡時代正處於社會轉變期，「有些彩陶應屬『神職』人員專用器皿，當時或已出現了腦力與體力勞動的分工」（蘇秉琦《關於重建中國史前史的思考》，《考古》1991年第12期）。有學者研究認為，我國穀物釀酒在距今八千年前已經開始，仰韶文化中也發現一些可能是用於向小口器內灌注酒汁的陶漏斗器（李仰松《我國穀物釀酒起源新論》，《考古》1993年第6期）。但是根據半坡類型的經濟發展水平來看，其居民可能並不存在大規模的普遍的釀酒、飲酒活動，故推測尖底瓶所裝主要仍應是水，在禮儀活動中可能存在「以水代酒」現象。 根據王仁湘先生的認識，尖底瓶分布的范圍大體上為乾旱少水地區，所以尖底瓶的存在和使用很可能主要與祭天、祈雨活動有關。尖底瓶的形制和功能強制性地要求使用者只能少量盛水，這不僅與原始巫術活動、思維方式（即弗雷澤所謂「交感巫術」。通過神秘的交感作用，以少量的人間之水招引天上大量地降雨，這可能是仰韶先民在缺水、乾旱時節所施行的巫術活動）吻合，而且也寓含著節水、惜水的思想和警示。當然，這樣說並不排除尖底瓶可能用於盛酒尤其是在部落（氏族）的各種重大活動、慶典、祭儀中（或者在這些活動中有少數的上層人物用酒，而其他人「以水代酒」），也不排除有些尖底瓶可能被用於汲水。由於尖底瓶高多在30—40厘米左右，所以它剛好適合於被原始人雙手抱在胸前，這種方式的群眾活動，自然顯得莊重、隆重和嚴肅。尖底瓶的雙耳可能主要用於器物閑置時系繩掛在高處（半坡類型居民已普遍飼養雞、豬、狗等家畜，尖底瓶既無特定的器座放置，故也不能隨便地橫置地上），或者在正式的活動、儀式之外系繩挎於肩上、頸項，以減輕雙手的負荷（但尖底瓶絕不是隨身所使用的飲水器）。尖底瓶所盛「以水代酒」之水當然可以飲用，但在祈雨活動中所盛之水如何處置，目前尚無法推測。 四、建議 以上關於尖底瓶性質和功用的認識與推測雖不必視為定論，但尖底瓶並非汲水器、一般飲水器、盛水器是無疑的。由於有關尖底瓶的錯誤認識和理解已經進入中學歷史教材（據上可知，「破解彩陶之謎」一課三個目標中至少有兩個目標即「1、通過新石器時代的彩陶圖片直觀地感受歷史」、「3、學習和運用觀察方法，提高觀察能力」，課文開始三個設問中的兩個即「你想了解彩陶的奇妙之處嗎？」、「彩陶圖片反映了遠古居民什麼樣的生產和社會活動情況呢？」之解答都會發生偏差，導致課程無效乃至產生負作用），所以幾十年來廣為流行的說法到了必須給予正視、檢視乃至糾正的時候了，尖底瓶之謎到了「解謎」、「揭謎」的時刻。 仰韶文化是我國新石器時代最重要、分布面最廣、對周鄰地區和文化影響最為深刻廣大的一種考古學文化，僅廟底溝類型即被蘇秉琦先生視為「可能就是形成華族核心的人們的遺存」（蘇秉琦著《蘇秉琦考古學論述選集》188頁，文物出版社1984年版）。尖底瓶是仰韶文化最重要的特徵性器物、典型器物，它與彩陶一樣被視為仰韶文化的重要特徵。尖底瓶以及史前考古、史前文化的內容進入中學歷史課本是一件大好事甚至它可能也應該成為一種大趨勢，在中學生中開展探究性學習活動同樣應該得到贊賞和肯定，但作為教材、教學活動應該盡可能嚴謹、導向正確，生動活潑、思路開闊的探究課、探究活動尤其是教師的教學引導應盡可能建立在科學、嚴謹、實事求是的基礎之上（否則，「探究」就成了游戲而不是歷史課）。「因噎廢食」是不可取的，所以建議教育部教材審定委員會或其他相關部門盡快組織有關專家審議尖底瓶問題，甚至重新選取尖底瓶實物樣品作注水或入水實驗、研究（仰韶文化尖底瓶燒成溫度高、質地堅實，大多是素陶，用實物做實驗我認為對文物並不會造成什麼損害），取得一致認識和意見，改正教材中的不當之處。（完）

⑩ 以前，人們用來從水井裡汲水的裝置——轆轤，也是杠桿嗎

親 那是定滑輪