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潜水艇是海军作战的重要舰艇之一，它可以在水下机动灵活地运动，用于攻击对方水面上的战舰和水中的潜水艇，也可以袭击陆地上的重要军事目标。必要时它还可以担负布雷，侦察及运输兵员和重要军事物资。潜水艇具有很好的隐蔽性和突然袭击能力，在水中可以长时间、长距离的持续航行。本节实验我们来共同探究一下潜水艇沉与浮的奥秘吧。 实验重点：了解潜水艇在水中沉与浮的变化原理 实验目的：1.了解潜水艇能够上浮和下沉变化原理 2.科技小制作培养学生积极的探究兴趣 实验认知：潜水艇工作原理是基于“浮性定律”（或阿基米德定律）任何物体在液体中都会受到浮力的作用，浮力的大小等于物体本身所排开液体的重量。当物体的重量大于浮力时它就会下沉；小于浮力时就会上浮；等于浮力时就会悬停在液体中，这两个力大小相等，但方向正好相反。潜艇在水中时，这两种力也都会作用在潜艇上。如上所述，潜艇本身的重量叫做重力，潜艇入水部分所排开海水的重量叫做浮力，要使潜艇下潜只要使它的重量大于它的浮力就行，那么怎样增加潜艇的重量呢？在潜艇上都设有压载水舱，只要往空的压载水舱里注水，潜艇就变重了，这时潜艇的重量就会大于它排开水的重量（即大于浮力）,潜艇就逐渐潜。当潜艇正常上浮时，用高压空气分步骤把压载水舱里的水挤出去，使之充满了空气，使潜艇在水下的重量减轻了，当 潜艇的重量小于它同体积的水的重量时（小于浮力时），潜艇就会上浮，直至浮出水面。 实验步骤：1.实验准备认识实验器材:注射器、小铁钉、小船软赛、皮筋、螺母。2. 把螺母放入小船前舱内作配重物，然后把注射器用皮筋捆扎在小船上，注射器后端开有一个圆孔朝上。放入水中，小船是否沉入水中3. 往后拉动注射器推杆，保持针筒内的空气在15-18ml左右塞紧软塞，再把小船放入水中， 看小船是否浮起来?用棉线把小铁钉绑好再和推杆系上，推动推杆压缩空气后，用小铁钉从针筒上的圆孔插入，穿过推杆中的小孔和针筒下面的孔，锁住推杆。然后把小船放入水中，看小船是否沉入水底。4.）在水下先压缩注射器，拔出小铁钉释放注射器推杆，看小船是不是一下就浮上水面，这就是潜水艇现象。 提示：螺母是用来配重以调整平衡的，可以前后移动找平衡;软塞一定要塞紧以免压缩空气时弹出去伤到人。 知识拓展：物体在液体中的下沉、上浮两个动态过程中的受力分析。大家都知道潜水艇是一种军用舰艇，它可以潜人水下航行，进行侦察和袭击。但是对潜水艇的工作原理，许多同学则说不清楚，甚至有人误认为：潜水艇浸没水面后就下沉；直至沉底。其实潜水艇淹没水中后，排开水的体积不再变化，它所受到的浮力就不变了，控制它的下潜深度是靠改变水舱的水量(即改变重力)来实现的。当水舱里的水量保持不变时，潜水艇在水下某一深处是处于悬浮状态而不是沉底。 你知道吗？ 有人根据阿基米德原理的表述认为液体不能浮起比其自身重力更大的物体，其实这是一个错误的推论，原因是原理中表述的“浮力等于物体排开的液体受到的重力”注意这里的关键是“排开”，通过巧妙设计，我们完全可以做到让“物体排开的液体的体积”大于“液体原来总体积”（加引号是为了引起注意)。 例如：科技小制作实验取一个圆柱形容器（很常见），再加工出一个直径比容器的内径稍小一点的圆柱形木块，让两个圆柱体等高，以利于观察。在容器中倒入很少量的水（关键是要使水的质量要远小于圆柱体木块质量） ,再将圆柱体木块放入容器中，你会发现水在圆柱体的四周上升起来，将木块浮起（效果就是木块比容器口高出一些来）。 实验报告：通过本次实验，简述潜水艇在水中沉与浮的变化原理。
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