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  • 1. (2024·东阳模拟) 某项目化学习小组设计并制作了1.0版潜水艇,如图甲所示.

    【产品1测试】测试过程中发现了以下问题:

    ①潜水艇在水中能实现上浮和下沉,但无法前进和后退;

    ②潜水艇外部连接软管,上下运动范围受到软管长度限制.

    【产品2制作】为解决上述问题,设计并制作了2.0版潜水艇,实现迭代升级,如图乙所示.

    【原理研究】

    ①通过改变电动机1的转动方向,实现推、拉注射器的活塞,完成注射器的进水和排水;

    ②通过改变电动机2的转动方向,带动螺旋桨顺、逆时针转动,实现潜水艇前进和后退.

    1. (1) 启动电动机2,调节螺旋浆转动方向,使潜水艇向前或向后运动.使潜水艇前进或后退,涉及到哪些力学原理?(写出一点即可);
    2. (2) 1.0版潜水艇和2.0版潜水艇都能通过推拉注射器活塞实现上浮和下沉,若要使漂浮在水面的潜水艇下沉,应(填“向左推”或“向右拉”)注射器活塞;
    3. (3) 【产品2测试与改进】

      启动电动机1使活塞运动,潜水艇却始终无法完全下沉.检查模型各零件均完好无损,请利用所学知识为2.0版潜水艇提出改进措施:

    4. (4) 【产品应用】

      改进后,成功模拟了潜水艇的各种运动.前30秒,潜水艇从漂浮状态缓缓下降,直至恰好完全浸没;30秒~60秒,潜水艇下沉至某一深度;60秒~150秒,潜水艇缓缓上升直至浮出水面到某一位置;150秒后,潜水艇漂浮在水面静置不动.请在图中画出潜水艇运动时的浮力变化情况.

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