1. 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) 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) 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) 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) 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。

【考点】
力与运动的关系; 物体的浮沉条件及其应用;
【答案】

您现在未登录,无法查看试题答案与解析。 登录
实践探究题 困难
能力提升
真题演练
换一批
2. 学习了浮力知识后,学校开展自制潜水器比赛。

【产品设计】项目小组利用硬质塑料瓶制作潜水艇,塑料瓶厚度不计,两个舱之间密封不连通,水舱与注射器通过塑料软管相连,移动注射器活塞可以实现潜水器的浮沉,模型如图甲。

【检验产品】如表为该小组制定的自制潜水艇评价量表:

评价指标

优秀

合格

待改进

指标一:功能仓分区设计

生活舱和水舱独立分开,生活舱不进水且总体积占比2/3以上

生活舱和水舱独立分开,生活舱不进水,但生活舱较小

生活舱和水舱没有独立分开

指标二:浮沉情况

水舱空气体积精准度控制一般,基本能实现沉浮

浮沉控制不准确或不能实现沉浮

指标三:成品外形

成品简洁美观

成品较复杂美观度一般

成品复杂不美观

(1)请在上面表格指标二中填入“优秀”的相应评价内容;

(2)如图乙所示,为使潜水艇完成从B到A的上浮过程,小组同学的操作是(填“向外拉动”或“向内推动”)注射器活塞,从而排出水舱内的水,实现上浮;

(3)图乙中潜水艇从A到B下沉的过程中,其受到浮力的变化情况是

(4)小组同学设计了如表所示的四种工作舱和水舱体积比的方案。已知该小组同学采用的材料总质量0.7kg,体积1000cm3 , 最终他们根据设计要求并通过计算说明选择哪个方案进行实施。

方案

生活舱总体积/cm3

水舱体积/cm3

1

720

280

2

700

300

3

680

320

4

650

350

实践探究题 困难