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  • 1. (2024八上·金东期中) 为提升学生的动手和创新能力,学校组织了自制潜水器比赛。

    【产品制作】项目化学习小组设计并制作了1.0版潜水艇,如图甲。

    【产品测试】测试过程中,小组同学发现了以下几个问题:

    ①潜水艇能实现水中实现上浮和下沉,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,与真实的潜水艇不同。

    【迭代升级】为解决上述问题,项目化学习小组重新设计并制作了2.0版潜水艇,如图乙。

    【使用方法】

    ①通过改变电动机1的转动方向推、拉注射器的活塞,实现注射器进水和排水;

    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。

    【产品测试】

    1. (1) 启动电动机2,使螺旋浆向后转动,潜水艇向前运动。潜水艇的前进涉及到哪些力学原理?;(写出其中一点)
    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) 启动电动机1使活塞运动,潜水艇却始终无法下沉。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) 改进后,小组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~90秒,潜水艇下沉;90秒~150秒,潜水艇缓缓上升直至浮出水面;150秒后,潜水艇保持静止。请在图丙中画出潜水艇运动时的浮力变化情况。

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