



實驗需要的器材
小包番茄醬、膠帶、可彎折的吸管、剪刀、大礦泉水瓶(1.5L左右)
1. 將吸管的彎折處剪下(剪下的彎管總長度約6cm)。
2. 將剪下的吸管彎折成U形,用膠帶粘在番茄醬包上。
3. 將做好的“番茄醬潛水艇”放入大礦泉水瓶中,往瓶中加水,僅留約10%的空間,擰緊瓶蓋。
4. 用力捏瓶身,“番茄醬潛水艇”就會下沉,松手后又緩緩上浮。
(1)如果用力捏瓶身,“番茄醬潛水艇”仍無法下沉,原因可能是吸管長度過長。適當剪去吸管兩端,確保它恰好能浮在水面上。
(2)如果剪短吸管后,“番茄醬潛水艇”依然下沉困難,可在醬包上貼上1-2個回形針。
為什么“番茄醬潛水艇”既能上浮也能下沉?
我們知道,由于乒乓球的密度比水小,它在水中時受到的浮力大于重力,所以會上浮。
本實驗中,當自制的“番茄醬潛水艇”進入水中時,由于吸管中存有空氣,“潛水艇”的平均密度小于水,所以會浮起。
當我們用力擠壓瓶身時,水在壓力的作用下被擠入吸管,“潛水艇”的平均密度大于水,就會下沉。
敲黑板:巧用浮力的潛水艇
現實中的潛水艇也是靠改變自身重量來實現上浮與下沉的。潛水艇有多個蓄水艙,往蓄水艙中注水,潛水艇的重量會增加,一旦超過它的排水量,潛水艇就下潛。排空蓄水艙的水,潛水艇就會上浮。
潛水員在深海潛水后立即上浮是很危險的,你知道這是為什么嗎?
在水下作業時,潛水員每下潛10米就相當于身體額外承受1個標準大氣壓產生的壓力,因此在下潛深度較深時,肺泡內的空氣(主要是氮氣)便會由于水壓較大而被溶解進人體組織。
通常在水壓減小后,人體組織中溶解的氮氣會重新釋放出來進入血液,最后從肺泡重新排出。然而,當上浮速度過快導致水壓變化過大時,釋放出來的氣泡來不及排出身體,便會以氣泡的形式存在于人體組織中,給潛水員帶來疾病,甚至是生命危險。