【目的和要求】

了解浮沉条件的实际应用;了解潜水艇的浮沉原理。

【仪器和器材】

自制潜水艇模型,两用气筒(J1008型),清水。

【实验方法】

将潜水艇模型按图安装起来,放入水中,关闭进气管,瓶内因有空气,潜水艇漂浮于水面。

从瓶内抽气,瓶内压强减小,水从短管进入瓶内,潜水艇变重,从而缓缓下沉。当全部没入水中时,停止抽气,潜水艇可悬浮于液体内任何地方。继续抽气,水继续进入瓶内,潜水艇下沉至水底。

改向瓶内压气,瓶内空气压缩,压强大于外部大气压强,瓶内水从排水管排出,整个装置变轻,潜水艇又上浮。

【注意事项】

潜水艇的体积不变,浸没水中受到的浮力是一定的。它的浮沉是靠调节水舱中的水量,从而改变自重来实现的。演示时要说明,空气的压入与抽出,是由潜水艇本身装置的动力来完成的。

演示潜水艇模型时,为了提高可见度,可在瓶内滴几点酚酞试剂,水槽内放少量氢氧化钠,当水进入瓶内会变成红色。

潜水艇模型还能说明使用浮箱打捞沉船的原理。

【参考资料】

潜水艇模型的船体可采用透明塑料瓶或透明玻璃瓶。在瓶塞上插上两根玻璃管,短管作排水和进水用,长管一端接软管作抽出和压入空气用。为使瓶口能稳定朝下,可在瓶颈上加铁丝作配重,使重心降低。

【思考题】

观察煮饺子的全过程,饺子刚下锅时下沉,加热到一定程度便浮起来,加入一点凉水后又下沉,一会儿又上浮,这种浮沉现象怎样解释?