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        潛艇模型

        2017-07-20 10:59:25知道樂
        天天愛科學(xué) 2017年6期
        關(guān)鍵詞:水艙膠管浮力

        文·圖/ 知道樂

        潛艇模型

        文·圖/ 知道樂

        潛艇,也叫潛水艇,是能在水下航行的艦艇。

        潛艇是怎樣實現(xiàn)下潛和上浮的呢?

        我們一起來做個簡單的潛艇模型,一探究竟吧。

        材料準備

        空塑料瓶、約1米長的膠管、氣球、注射器或者氣筒、充氣針(可用廢舊簽字筆芯替代)、螺母、螺桿、墊片、小刀、剪刀、錐子

        知識準備

        力:力是物體與物體之間的相互作用。一般情況下,力是推或者拉形成的。力不僅有大小,而且還有方向。一個靜止或者保持運動狀態(tài)不變的物體,它受到的合力為零,這就是牛頓第一定律。

        加速度:一輛小汽車從靜止到時速120公里,在駕駛員踩油門的過程中,小汽車加速了;從空中拋下一個球,球下落的速度越來越快,它加速了。一個物體在一段時間內(nèi)運動的速度平均改變了多少,那就是它的加速度。一個物體受到的合力等于它的質(zhì)量乘以它的加速度,這就是牛頓第二定律。引力:牛頓發(fā)現(xiàn)有一種力會把所有的物體拉向地心,他把這種力叫作引力。重力:行星(包括地球)表面的人和物體受到的行星的引力就是我們平常所說的重力。物體的質(zhì)量越大,重力越大;質(zhì)量越小,重力越小。

        作用力和反作用力:力不是單向的。一個物體對另一個物體施加了力,它也會受到另一個物體對它施加的力,這兩個力大小相等、方向相反。其中一個力是作用力,另一個力就是反作用力。兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等、方向相反,這就是牛頓第三定律。

        浮力:水會對浸入其中的物體施加一個力,它就是浮力。浮力的方向向上,與重力相反。如果物體受到的重力大于它受到的浮力,它就下沉;如果它受到的重力小于它受到的浮力,它就上浮。

        一艘在水里航行的潛艇,它的上浮下潛,會受到重力和浮力這一對力的作用。把一個乒乓球放在裝滿水的杯子里,球會浮在水面上。往下按壓乒乓球,會明顯感覺到有一股力量往上托舉乒乓球,你感覺到了嗎?好了,現(xiàn)在可以開始制作潛艇模型啦!

        活動過程

        1 用小刀小心地在瓶子側(cè)面切個能讓你的食指自由進出的孔。小心不要割傷手指。

        2 用錐子在與孔心上下居中對齊的位置扎兩個洞。

        3 用剪刀鉆出一個直徑與螺桿直徑大小差不多的孔。本活動用的是8毫米的螺桿。

        4 擰上螺絲。

        5 將氣球吹氣嘴反套在瓶口。

        6 將籃球或者足球充氣針套在膠管一端。

        7 將干凈的醫(yī)用注射器插入膠管另一端。

        8 用錐子在瓶蓋中心扎一個小孔。

        9 將充氣針插入小孔,確保小孔沒有縫隙。

        10 擰緊瓶蓋,注意,別把氣球擰破了。

        好了,潛艇模型做好了。接下來還有些地方需要邊實驗邊調(diào)整。

        聽故事 學(xué)科學(xué)

        11 準備一個水箱(臉盆或水桶均可)。將“潛艇”里的氣排空,“潛艇”里裝滿水,你會發(fā)現(xiàn),“潛艇”沉了。

        12 給氣球充氣,哎呀,“潛艇”太重,浮不起來。

        13 摘掉一個螺絲。哈哈,“潛艇”浮起來了!可惜,由于重心沒掌握好,加上氣球吹得不夠大,只有一頭浮起來了。

        14 嘗試著把氣球吹得更大,或者干脆換成一個長形的氣球,效果會怎樣呢?請你自己去試試吧!

        實驗結(jié)論

        1、通常潛艇通過調(diào)節(jié)主壓載水艙的水量來實現(xiàn)上浮下沉。當主壓載水艙注滿水時,潛艇重量增加,使得它的重力大于浮力,潛艇從水面潛入水下;當主壓載水艙的水排出去,潛艇重量減小,使得它的重力小于浮力,潛艇就會從水下浮出水面。

        2、當潛艇在水中的重力恰好與浮力相等,它就會懸浮在水中。

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