看我们知道,轮船是漂浮在水面上的,对轮船来说在竖直方向上受重力和浮力,是一对平衡力,二者大小相等即F浮=G 。潜水艇是可以实现上浮、下沉和悬浮的 。在水面下,潜水艇是怎样实现上面三种运动情况的呢?
在水面下潜水艇的体积是没办法改变的,即排开水的体积是不变的,根据阿基米德的浮力原理F浮=V排ρ液g,g是常量,ρ液就是水的密度,潜水艇受的浮力就不变,要上浮就得减少自身重力,下沉就得增加自身重力 。怎样改变自身重力呢?通过水舱吸水增加重力,排水减轻重力,这样就可以改变潜水艇的自身重力 。当F浮>G时,潜水艇就开始上浮;当F浮<G时,潜水艇就开始下沉;当F浮=G时,潜水艇就可以悬浮水面下 。
看看下面做的潜水艇模型是怎样改变自身重力的?
*** 材料 一个大可乐瓶 塑料试管 有空的塞子 铁钉
*** 步骤
之一步 如图所示 把铁钉放入试管, 并滴入两滴红颜料,以便更清楚的看到试管内水位的变化 。
文章插图
第二步 如图所示试管内装约二分子一体积的水,有孔的塞子塞试管口,倒放于装有水的可乐瓶内,可以看到试管顶部露出水面,属于漂浮状态 。盖紧可乐瓶盖 。
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第三步如图所示
用力挤压可乐瓶,发现试管内水面不断升高,试管在不断下沉,直到瓶底部 。松手时试管内水减少,试管又上升直到漂浮水面 。
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这种潜水艇模型是靠增大模型外的压强来吸水从而增大自身重力的,真正的潜水艇是靠水舱减压来吸水增加自身重力的 。
如图所示潜水艇模型可以通过较硬的胶管吸气进水、吹气排水改变潜水艇模型的重力来实现上浮或下沉 。
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看来潜水艇改变浮沉状态是靠改变自身重力来实现的 。
【潜水艇升降原理 潜水艇的工作原理】课后问题
1在水面下,潜水艇上浮、下沉或悬浮过程中浮力( A )
A不变 B变大 C变小
2潜水艇改变浮沉状态是靠改变 自身重力 实现的 。
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