潛艇模型

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量乘以它的加速度，這就是牛頓第二定律。引力：牛頓發現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。物體的質量越大，重力越大；質量越小，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整。

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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，你會發現，“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！

實驗結論

1、通常潛艇通過調節主壓載水艙的水量來實現上浮下沉。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。