潜艇模型

文·图/ 知道乐

潜艇模型

文·图/ 知道乐

潜艇，也叫潜水艇，是能在水下航行的舰艇。

潜艇是怎样实现下潜和上浮的呢？

我们一起来做个简单的潜艇模型，一探究竟吧。

材料准备

空塑料瓶、约1米长的胶管、气球、注射器或者气筒、充气针（可用废旧签字笔芯替代）、螺母、螺杆、垫片、小刀、剪刀、锥子

知识准备

力：力是物体与物体之间的相互作用。一般情况下，力是推或者拉形成的。力不仅有大小，而且还有方向。一个静止或者保持运动状态不变的物体，它受到的合力为零，这就是牛顿第一定律。

加速度：一辆小汽车从静止到时速120公里，在驾驶员踩油门的过程中，小汽车加速了；从空中抛下一个球，球下落的速度越来越快，它加速了。一个物体在一段时间内运动的速度平均改变了多少，那就是它的加速度。一个物体受到的合力等于它的质量乘以它的加速度，这就是牛顿第二定律。引力：牛顿发现有一种力会把所有的物体拉向地心，他把这种力叫作引力。重力：行星（包括地球）表面的人和物体受到的行星的引力就是我们平常所说的重力。物体的质量越大，重力越大；质量越小，重力越小。

作用力和反作用力：力不是单向的。一个物体对另一个物体施加了力，它也会受到另一个物体对它施加的力，这两个力大小相等、方向相反。其中一个力是作用力，另一个力就是反作用力。两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反，这就是牛顿第三定律。

浮力：水会对浸入其中的物体施加一个力，它就是浮力。浮力的方向向上，与重力相反。如果物体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。

一艘在水里航行的潜艇，它的上浮下潜，会受到重力和浮力这一对力的作用。把一个乒乓球放在装满水的杯子里，球会浮在水面上。往下按压乒乓球，会明显感觉到有一股力量往上托举乒乓球，你感觉到了吗？好了，现在可以开始制作潜艇模型啦！

活动过程

1 用小刀小心地在瓶子侧面切个能让你的食指自由进出的孔。小心不要割伤手指。

2 用锥子在与孔心上下居中对齐的位置扎两个洞。

3 用剪刀钻出一个直径与螺杆直径大小差不多的孔。本活动用的是8毫米的螺杆。

4 拧上螺丝。

5 将气球吹气嘴反套在瓶口。

6 将篮球或者足球充气针套在胶管一端。

7 将干净的医用注射器插入胶管另一端。

8 用锥子在瓶盖中心扎一个小孔。

9 将充气针插入小孔，确保小孔没有缝隙。

10 拧紧瓶盖，注意，别把气球拧破了。

好了，潜艇模型做好了。接下来还有些地方需要边实验边调整。

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11 准备一个水箱（脸盆或水桶均可）。将“潜艇”里的气排空，“潜艇”里装满水，你会发现，“潜艇”沉了。

12 给气球充气，哎呀，“潜艇”太重，浮不起来。

13 摘掉一个螺丝。哈哈，“潜艇”浮起来了！可惜，由于重心没掌握好，加上气球吹得不够大，只有一头浮起来了。

14 尝试着把气球吹得更大，或者干脆换成一个长形的气球，效果会怎样呢？请你自己去试试吧！

实验结论

1、通常潜艇通过调节主压载水舱的水量来实现上浮下沉。当主压载水舱注满水时，潜艇重量增加，使得它的重力大于浮力，潜艇从水面潜入水下；当主压载水舱的水排出去，潜艇重量减小，使得它的重力小于浮力，潜艇就会从水下浮出水面。

2、当潜艇在水中的重力恰好与浮力相等，它就会悬浮在水中。