自制“潛水艇”

重慶市雙福育才中學校 陳煜培 余茂竹 李建

潛水艇能在海下自由浮沉和潛行，在軍事、科學探索、搜索救援等領域有著非常重要的作用。你有沒有想過，潛水艇是怎樣工作的呢？

利用小玻璃瓶、注射器、吸管、魚缸等簡單易得的家庭用具，我們就可以自制一艘“潛水艇”，模擬“潛水艇”浮潛實驗。

一、實驗原理

潛水艇是靠改變自身重力來實現上浮、懸浮、下沉，潛水艇自重的改變取決于水艙內注水或抽水的多少。當F浮G物時，合力方向豎直向上，物體就上浮；當物體漂浮時，F浮=G物。

二、實驗器材

小玻璃瓶（藿香正氣液瓶，帶橡膠塞），吸管，軟膠管，注射器，魚缸，水。

三、實驗步驟

1.取一個小玻璃瓶模擬“潛水艇”，向其中注入2 mL 水，在玻璃瓶口的橡膠塞上打兩個小孔，分別插入吸管和針頭。將吸管連接軟膠管，放入裝滿水的魚缸中，如圖1所示。此時F浮=G物，模擬“潛水艇”漂浮。

圖1 模擬“潛水艇”漂浮

2.將注射器與軟膠管相連，用注射器向“潛水艇”中注入4 mL 水，如圖2 所示。此時F浮=G物，模擬“潛水艇”懸浮，如圖3所示。

圖2 向模擬“潛水艇”中注水

圖3 模擬“潛水艇”懸浮

3.繼續用注射器向“潛水艇”中注入4 mL 水，此時F浮

圖4 模擬“潛水艇”下沉

4.用注射器向“潛水艇”中注入空氣，如圖5 所示。“潛水艇”中壓強增大，水艙中的水從針管流出，導致“潛水艇”的重力減小，此時F浮>G物，“潛水艇”上浮，如圖6 所示。

圖5 向模擬“潛水艇”中注入空氣

圖6 模擬“潛水艇”上浮

四、實驗結論

本實驗取材容易，制作簡單，現象明顯，而且利用生活中的廢品，有利于環境保護。通過向用小玻璃瓶制作的“潛水艇”中注水或將水艙中的水排出，改變“潛水艇”的重力，從而實現了模擬“潛水艇”下沉或上浮的功能。

科技知識窗

“中國核潛艇之父”——黃旭華

黃旭華（圖/新華社）

黃旭華，中國工程院院士，我國核潛艇研制工程的先驅者。一生致力于中國核潛艇的研究和開發，是中國第一代核動力潛艇研制創始人之一，被譽為“中國核潛艇之父”。

當中國還處于“一窮二白”的時期時，面對國外嚴密的技術封鎖，黃旭華帶領團隊一路攻克種種技術難關，讓茫茫海疆有了中國的“鋼鐵蛟龍”。