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关键概念
车辆
空气
摩擦力
工程学
空气动力学
引言
你乘坐过气垫船吗？它就像在空气垫上滑行！事实上，你就是在这样做——气垫船是一种在光滑表面上靠空气垫滑行的车辆。由于气垫船可以在平地或水面上行驶，它是一种两栖车辆。在这个活动中，你将可以用CD或DVD、塑料瓶的按压式瓶盖、一些胶水和一个气球来制作你自己的迷你气垫船。气球中不同量的空气将如何影响气垫船悬浮的时间？
背景
由于气垫船是一种通过在空气垫上滑行而在光滑表面上行驶的车辆，它也被称为气垫车辆（ACV）。空气垫是如何产生的，它又是如何使车辆在其上自由滑行的呢？缓慢移动的低压气流或气流向下喷射到气垫船下方的表面上。现代气垫船通常在顶部安装有螺旋桨来产生气流。这些气流通过风扇被推到车辆下方。ACV的底部周围有一个柔性的裙边，也称为帘子，它可以截留气流，使其保持在气垫船下方。被截留的气流可以在任何光滑的表面（陆地或水面）上产生空气垫！这个气垫大大减少了摩擦力，使车辆可以在下方光滑的表面上自由滑行。
材料
• 塑料饮料瓶上的按压式瓶盖。（可重复使用的塑料饮料瓶有时会使用这种瓶盖。）
• 一个旧的CD或DVD，可以使其无法使用
• 手工胶或强力胶
• 一个中号气球（应该能够充气到至少28厘米或11英寸）
• 秒表或计时器
• 用于测试气垫船的大型平面
准备工作
• 从塑料饮料瓶上取下按压式瓶盖。
• 将瓶盖的底部粘到CD（或DVD）上，使瓶盖覆盖中心的孔。如果您使用强力胶，请让成年人帮助，小心使用，并遵循包装上的所有说明和安全警告。
• 让胶水完全干燥。
步骤
• 确保按压式瓶盖已关闭。
• 将气球吹大到你安全能承受的最大程度，不要让气球爆炸，然后捏住颈部，使空气不会逸出。
• 将气球的颈部拉伸到按压式瓶盖上，注意不要让任何空气逸出。小心地将气球的开口对准按压式瓶盖的开口的中心。你完成的气垫船应该底部平放着CD，上面是按压式瓶盖，充气的气球的颈部紧贴在闭合的瓶盖周围。你的气垫船现在可以开始悬浮了！
• 提示：如果按压式瓶盖从CD上脱落，并且你使用手工胶将它们粘在一起，请使用强力胶小心地重新粘合它们。
• 将气垫船放在一个平面上。启动你的秒表或计时器，打开按压式瓶盖并推动气垫船。当气垫船停止悬浮时停止秒表。气垫船悬浮了多长时间？将气球从按压式瓶盖上拆下。
• 重复此过程两次，将气球充气到你安全能承受的最大程度，将其重新连接到按压式瓶盖上，并计时气垫船悬浮的时间。CD每次飞行的悬浮时间都相同吗，还是有一些变化？
• 再重复此过程三次，但这次只将气球充气到中等大小。例如，如果吹大到你安全能承受的最大程度需要吹三口气，这次只吹两口气或少一点。当气球只有中等大小时，CD悬浮了多长时间？使用中等大小的气球进行三次飞行时，气垫船的悬浮时间大约相同吗？
• 再重复此过程三次，但这次只将气球吹到小尺寸。例如，如果吹满气球到最大尺寸需要吹三口气，现在只吹一口气或更少。使用小尺寸气球时，CD悬浮了多长时间？使用小尺寸气球进行三次测试时，飞船的悬浮时间大约相同吗？
• 总体而言，哪种尺寸的气球能使CD气垫船悬浮的时间最长？哪种尺寸的悬浮时间最短？你认为为什么会发生这种情况？
• 额外：在这个活动中，你使气球的尺寸大致不同。但是，你可以更准确地测量不同气球的尺寸，看看这与气垫船悬浮的时间如何相关。重复此活动，但在这次的版本中，每次充气时测量气球的周长，并通过计算球体的体积来估算内部的空气量。或者，你可以使用排水法：将充气的气球浸入一个大型的公制测量容器中，并确定水的液位变化；或者使用排气法：用装满水的大型量筒放在一个大水盆中，在水下倒置量筒，使里面的液体不会逸出，将气球中的空气释放到量筒的开口中，使空气向上移动到里面，然后查看量筒中截留了多少空气。气球的体积如何与你的CD飞行器悬浮的时间相关？
• 额外：在不同的表面上测试CD气垫船。它在哪种类型的表面上效果最好？
• 额外：你能改进这个气垫船的设计吗？考虑一下你可以改变的这个飞行器的特性，例如构造材料、盖子的开口大小、气垫船的形状或其大小。你可以添加类似于真实ACV上使用的裙边，以更好地容纳空气垫吗？提示：切割成不同形状的泡沫板可能比CD或DVD更好。哪些修改使气垫船的悬浮时间更长？你可以将修改后的气垫船的动作用于任何实际目的或解决问题吗？观察和结果
当使用大尺寸气球时，气垫船的悬浮时间通常最长吗？当使用小气球时，气垫船的悬浮时间通常最短吗？中等大小气球的悬浮时间是否介于两者之间？
虽然现代气垫船通常在其顶部使用螺旋桨来产生被推到下方的气流，但在本次活动中，你使用气球来产生气流。你的气垫船中的气流通过按压式瓶盖到达气垫船下方。由于按压式瓶盖保持不变，因此允许空气进入气垫船下方的开口始终是相同的大小。这使你可以测试充气到不同大小的气球。大气球容纳的空气量最多，并且应该使气垫船保持悬空的时间最长。但是，每次充气时气球的尺寸可能并不完全相同，因此每次测试的三次试验之间可能出现一些变化（仅几秒钟）。同样，由于小气球容纳的空气量最少，而中等大小的气球容纳的空气量介于两者之间，因此小气球应该允许气垫船飞行的时间最短，而中等大小的气球应该允许气垫船悬浮的时间中等。
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