文·圖/ 知道樂(lè)

潛艇模型

文·圖/ 知道樂(lè)

潛艇，也叫潛水艇，是能在水下航行的艦艇。

潛艇是怎樣實(shí)現(xiàn)下潛和上浮的呢？

我們一起來(lái)做個(gè)簡(jiǎn)單的潛艇模型，一探究竟吧。

材料準(zhǔn)備

空塑料瓶、約1米長(zhǎng)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(shí)準(zhǔn)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(gè)靜止或者保持運(yùn)動(dòng)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(chē)從靜止到時(shí)速120公里，在駕駛員踩油門(mén)的過(guò)程中，小汽車(chē)加速了；從空中拋下一個(gè)球，球下落的速度越來(lái)越快，它加速了。一個(gè)物體在一段時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的速度平均改變了多少，那就是它的加速度。一個(gè)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(huì)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(shuō)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(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體施加了力，它也會(huì)受到另一個(gè)物體對(duì)它施加的力，這兩個(gè)力大小相等、方向相反。其中一個(gè)力是作用力，另一個(gè)力就是反作用力。兩個(gè)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(huì)對(duì)浸入其中的物體施加一個(gè)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(huì)受到重力和浮力這一對(duì)力的作用。把一個(gè)乒乓球放在裝滿水的杯子里，球會(huì)浮在水面上。往下按壓乒乓球，會(huì)明顯感覺(jué)到有一股力量往上托舉乒乓球，你感覺(jué)到了嗎？好了，現(xiàn)在可以開(kāi)始制作潛艇模型啦！

活動(dòng)過(guò)程

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

2 用錐子在與孔心上下居中對(duì)齊的位置扎兩個(gè)洞。

3 用剪刀鉆出一個(gè)直徑與螺桿直徑大小差不多的孔。本活動(dòng)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(gè)小孔。

9 將充氣針插入小孔，確保小孔沒(méi)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(lái)還有些地方需要邊實(shí)驗(yàn)邊調(diào)整。

聽(tīng)故事 學(xué)科學(xué)

11 準(zhǔn)備一個(gè)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(huì)發(fā)現(xiàn)，“潛艇”沉了。

12 給氣球充氣，哎呀，“潛艇”太重，浮不起來(lái)。

13 摘掉一個(gè)螺絲。哈哈，“潛艇”浮起來(lái)了！可惜，由于重心沒(méi)掌握好，加上氣球吹得不夠大，只有一頭浮起來(lái)了。

14 嘗試著把氣球吹得更大，或者干脆換成一個(gè)長(zhǎng)形的氣球，效果會(huì)怎樣呢？請(qǐng)你自己去試試吧！

實(shí)驗(yàn)結(jié)論

1、通常潛艇通過(guò)調(diào)節(jié)主壓載水艙的水量來(lái)實(shí)現(xiàn)上浮下沉。當(dāng)主壓載水艙注滿水時(shí)，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(dāng)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(huì)從水下浮出水面。

2、當(dāng)潛艇在水中的重力恰好與浮力相等，它就會(huì)懸浮在水中。