潜艇是怎么上浮和下沉的

方便面

暑假我阅读了《海底两万里》。对里面的潜水艇十分好奇，潜水艇是如何上浮和下潜的呢？

了解这之前，我们先听一个故事。1893年，美国发明家西蒙莱克造出了一艘小型潜艇，名曰“小亚古尔爸爸”号，这艘潜艇跟现代潜艇完全不一样，它外表方正，就像一个铁柜子，该艇借助压载物的重力沉入水下，在水底依靠轮子滚动前进试航时小亚古尔爸爸号。暴露了平衡性欠佳的缺点，在水下行驶容易侧翻，莱克想尽办法改进也无济于事。

这天莱克跟朋友一起来到海边玩耍，大家比赛扔空酒瓶，看谁扔的远，空酒瓶灌进海水，纷纷沉入海底。而有一个扔的最远的瓶子却漂浮在海面，没有下沉，原来是有个朋友为扔出好成绩，故意在瓶中装了水，拧紧瓶盖后才扔出去，看着在浪涛间起伏的酒瓶莱克灵光一闪，然后他想到办法了！

莱克回到家立即掏出笔重新设计了潜艇的结构，外观参照酒瓶设计，艇身圆润流畅，取消固体压载物，改用压载水箱。来带动潜艇下沉上浮。经过几年的努力，改装后的亚古尔号是他的水中行驶非常平稳，再也没有出现侧翻的情况。

怎么样？你是不是有了一些想法？

潜艇是仿照鱼来设计的，先想想鱼是怎么上浮下潜的，因为他肚子里有鱼鳔，当鱼鳔内充满空气，鱼就会上浮。当鱼鳔内的空气被排出时，鱼就能下潜。潜艇仿照鱼在庭内安装了压载水仓，通过控制水仓里的水和空气就能让潜艇在水中自由的上浮下潜。

如图，打开压在水仓的排气阀和进水阀，排出空气，灌入海水，潜艇的重量增加，当潜艇的重力大于浮力，潜艇开始下沉。

继续排气灌水，当重力与浮力平衡，潜艇就会在水中悬停。

打开排水阀和进气阀，排出水放进空气，潜艇的重量减小，当浮力大于重力时，潜艇开始上浮。

你知道潜艇为什么能上浮和下潜吗？这里涉及两个物理概念，浮力和重力，接下来呢我们先通过几个实验认识浮力

实验一，将皮球按入水中，松开手，皮球立刻扶了上来。结论：水对皮球产生了向上的浮力。

实验二，将两个相同的软木塞分别放入一杯清水和一杯盐水中，观察它们在水中的状态。结论：液体受到的密度越大，浸入其中的物体。受到的浮力越大

实验三，王亚平在太空中开展浮力消失实验，他将乒乓球按入水中，乒乓球并未浮出水面。结论：重力消失了，浮力也会消失，（太空中的微重力可以忽略不计）。

要了解浮力，还得认识他的兄弟——重力，这俩兄弟总是成对出现，方向相反。

浮力：一切进入液体（或气体）中的物体都受到液体（气体）对它竖直向上的力，这就叫浮力。

重力：物体受到地球吸引产生的力就叫重力，这个力垂直向下。

接下来我们来做一个实验。

做出这个实验我们得出了一个结论，当浮力小于重力时物体下沉，当浮力等于重力时，物体悬浮，当浮力大于重力时，物体上浮。

你懂了吗？我来出两道题考考你。

1.皮球和石块儿同时扔进水里，皮球飘在水面，石头沉入水中，所以水只对皮球产生了浮力，没有对石块产生浮力，这种说法正确吗？A正确，b错误。

2.远征号潜艇在南海执行任务，根据任务的要求，潜艇需要在不同深度悬浮假设海水的密度保持不变。以下说法错误的是：

A潜艇排开水的体积相等。B潜艇所受的重力大小不相等。C前庭所受的浮力大小相等。

答案解析：

1.B水对石块也产生了浮力，一块石头在岸上不容易被搬动，放入水中后可以轻松的搬动，证明石头也受到了水的浮力。

2.B潜艇在不同深度所受的重力大小相等。