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  • 1. (2023九下·水城模拟) 自古以来,自然界就是人类各种技术思想、工程原理及重大发明的源泉。

    鱼儿在水中有自由来去的本领,人们就模仿鱼类的形体造船,以木桨仿鳍。我国古代劳动人民观察鱼在水中用尾巴的摇摆而游动、转弯,他们就在船尾上架置木桨。通过反复观察、模仿和实践,逐渐改成橹和舵,增加了船的动力,掌握了使船转弯的手段。

    鱼儿还能在水中自由自在地上浮和下潜,你们知道是为什么吗?在鱼的肚腔的软腹部位有鱼鳔,鱼鳔里面全是气体,可以收缩或膨胀,如图所示。鱼鳔是鱼游泳时在水中深浅位置的调节器,当鱼在栖息的水层用尾鳍使鱼体稍向下沉时,随着水深增加,水对鱼体的压强增大,鱼体对鱼鳔的压强增大,鱼鳔收缩,鱼肚变小,减少鱼体排水量,所受浮力变小,鱼便自然下潜。反之,鱼从较深处向原栖息水层(上层)游动时,水压减小,鱼鳔膨胀使鱼肚变大,鱼体排水量增加,鱼所受浮力变大,自然上浮。人们发明潜水艇的灵感就来自可以在水中任意上下游动的鱼。人类根据动物的体型结构和特殊功能,发明了各种先进的设备应用于生活中,这就是仿生学。

    请回答下列问题:

    (1)鱼是通过改变自身的来改变所受的浮力实现上浮或下潜的;

    (2)若一条鱼的质量为4kg,当它自由悬浮在水中时,鱼受到的浮力是多少?(g取10N/kg)

    (3)请你简述鱼类下潜和潜艇下潜的原理;

    (4)请你再列举一个仿生学应用的实例。

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