自制潜水艇

自制潜水艇

1 仪器特点及用途

a.特点。模拟潜水艇在水中上下沉浮，能说明潜水艇沉浮原理；能演示不常见的物体停留在水中不同深处的上悬浮、悬浮和下悬浮。

b.用途。分析探究物体在液体中所受到的浮力与物体体积（物体排开液体的体积）的关系；物体在液体中所受到的浮力与物体自重的关系。

2 制作材料

100ml透明玻璃输液瓶一个，1ml一次性橡胶活塞式透明注射器一个，细砂，密封胶一瓶。

3 制作方法

a.演示仪装置构造。

在玻璃输液瓶的橡皮塞上用铁丝烧红烫一个小孔，小孔的大小正好能插进这个注射器，插进注射器后用密封胶固定，使注射器粘在橡皮塞上组成一个带注射器的塞子（图1）。

b.调准演示仪自重。

在瓶子里装入少许细砂，使其连瓶质量共约187g（由于瓶身和注射器的质量有差异会各有不同），塞好带注射器的橡皮塞，将它放入水里进行调试：把注射器活塞推至顶部，此时它在水中应呈下沉状态（如果还不是下沉状态，说明演示仪自重不够，则还要往瓶子里继续一次一粒的添加小细砂再试，直到它下沉为止），在水中将注射器活塞抽至尾部，它会慢慢地浮到水面（如不上浮，则说明装入细砂太多，应一次一粒地从瓶子里取出小细砂，反复进行调试，直到它上浮为止）。

4 使用方法

演示时活塞的推拉须在水中进行，将活塞置于演示仪上浮区域任何位置，演示仪在水中

能实现上浮；活塞置于下沉区域任何位置，能实现下沉；活塞置于悬浮区域适当的位置，演示仪则能实现不常见的物体停留在水中不同深处的上悬浮、悬浮和下悬浮。

5 实验原理

当活塞处于演示仪的悬浮点时，则演示仪自重G与它在水中受到的浮力F呈相等关系，即G=F，从而使演示仪在水中实现悬浮；把活塞向前推至注射器顶部，将注射器内的空气全部压入瓶内，则演示仪的体积减少，它排开的液体也随之减少，水从尾部进入注射器，增加演示仪的自重，则G>F，而实现下沉；将活塞抽至注射器的尾部，把瓶里的空气抽到注射器里，使演示仪的体积增大，注射器里的水全部被排出，而使演示仪的自重减轻，则G，而实现上浮；活塞处在悬浮点和下沉点之间，G和F只有微量的变化，则G≥F，而实现下悬浮；同样.活塞处在悬浮点和上浮点之间，则G≤F，而实现上悬浮。

6 分析探究

同质量物体在水中体积减少，即排开的液体减少，则受到水的浮力也减少；同体积的物体，在水中受到的浮力相同，质量的增减会影响它在水中沉、浮和悬浮的程度。在水中悬浮着的物体，自重只要有百分之几（g）的变化或体积有百分之几（ml）的变化，都会有上浮或下沉的可能。可猜想，在实际应用中，当潜水艇处于悬浮状态时，只要控制水舱里的水有少量

进出来增减潜水艇的自重，就能实现沉浮。