潜水艇的浮沉.doc

潛水艇的浮沉 自然與生活科技學習單 年 班 號 姓名： 應用原理：浮力的改變 說明： 一、浮力(圖一) 沉浸水中的物體所受浮力 = 水對該物體向上推移的力量 浮力大小 ? 物體在水中所佔據的 無水空間 越大，浮力就越大；反之逆推亦然。 圖二 圖一 物體重量 浮力 ? 物體下沉物體重量 浮力 ? 物體上浮 二、潛水艇所受浮力的改變 潛水艇的外殼有一個空間夾層。 潛水艇夾層內的空氣體積，可利用導入海洋的水或將殼內海水排出而改變大小。 壓縮夾層內空氣體積 ? 外界海洋的水侵入潛艇內部 ? 潛艇無水空間縮小 ? 浮力減小 ? 潛艇下沉。 釋放空氣至夾層內 ? 將潛艇內部海水排出至潛艇外 ? 潛艇無水空間增大 ?浮力增大 ? 潛水艇上浮 圖四 若潛水艇所受浮力剛好 圖三 等於潛水艇的重量 ? 潛水艇固定在原位或任由推動引擎移動 浮沉玩偶製作 (運用潛水艇浮沉原理) 自然與生活科技學習單 年 班 號 姓名： 材料：吸管一支(珍珠奶茶專用)、膠帶一捲(寬度超過吸管管徑)迴紋針3支、解剖針1支、美工刀1支、寶特瓶1個(含蓋子) 方法： 截取吸管一小段(約5-7公分)(圖一) 吸管開口一端夾上3支迴紋針(維持重量向下用)(圖二) 吸管兩個開口皆用膠帶密封(不可讓水進入)(圖三、圖四)。 用解剖針在吸管(含迴紋針)的一端開口戳一個洞(圖五)。 將做好的吸管含迴紋針開口端朝下，用油性筆做人偶畫像。 將人偶吸管含迴紋針開口朝上，置入水中，以逐次按放方式，將水吸入管內，吸滿為止(圖六、圖七)。 將人偶吸管自水中取出，含迴紋針一端開口朝下，輕按一下擠出一滴水，放入水中測試浮力。 擠水測試吸管玩偶水中浮力，直到剛好浮在水面(吸管玩偶重量 = 浮力)(圖八)。 將寶特瓶充水達90%滿水位(圖九)。 將吸管玩偶置入寶特瓶水中，蓋子封好(圖九)。 以手指擠壓寶特瓶，測試吸管玩偶是否會沉下去。 圖六 手指釋放擠壓力量，測試吸管玩偶是否浮上來。 測試修正，直到吸管玩偶隨你控制沉下沉浮出為止(圖九)。 圖四 圖三 圖五 圖二 圖一 圖九 圖八 圖七