潜水艇的工作原理

实验目的

理解潜水艇靠改变自身重力实现上浮和下潜。

实验原理

潜水艇浸没在水中时，排开水的体积不变，所受浮力 F浮 基本不变。向水舱充水，自重 G 增大，G > F浮 时下沉；排出水舱中的水，G 减小，G < F浮 时上浮；G = F浮 时悬浮。

实验器材

• 潜水艇模型
• 水舱
• 进水和排水控制
• 水中的潜水艇位置

实验步骤

1. 观察潜水艇模型和水舱的位置。
2. 操作水舱充水，观察潜水艇的运动方向。
3. 调节水量使潜水艇在水中悬浮。
4. 操作水舱排水，观察潜水艇的运动方向。
5. 结合重力与浮力的大小关系，说明各状态的受力情况。

实验现象与结论

水舱充水后，潜水艇重力增大，下沉；调节到重力等于浮力时，潜水艇悬浮；排出水舱中的水后，重力减小，潜水艇上浮。说明潜水艇是靠改变自身重力来实现浮沉的。

常见问题

潜水艇是靠改变浮力来上浮下沉的吗？

不是。潜水艇浸没时浮力基本不变，它靠水舱充水或排水来改变自身重力。

潜水艇悬浮时浮力和重力是什么关系？

悬浮时浮力等于重力。