關於浮力的物理小實驗魚鰾與潛水艇的做法

首先教你用筆帽製作一個小小潛水艇：

材料：一個塑料筆帽、橡皮泥、一杯水、一個透明的塑料瓶。

把一小團橡皮泥粘到筆帽底部，做成潛水艇。

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把潛水艇放進水中試試，移動或加上一點橡皮泥，使潛水艇直立著漂浮。

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把瓶子完全裝滿水，把潛水艇放進瓶子，然後擰緊瓶蓋。

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用力擠壓瓶子，潛水艇沉向瓶底。

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鬆開雙手，現在潛水艇又回到了瓶子頂部。

科學百科：

你知道嗎？進行深海探險的潛水艇和水下探測器都有特殊的艦倉，和上面的小實驗一樣，當艦倉裡裝滿海水時，潛水艇就可以下潛，而當把空氣壓進倉中排出海水時，潛艇或探測器就會變輕，並浮出海面。

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八年級上冊《生物學·新課標學生實驗探究指導》一書中有這麼一則實驗（裝置圖如圖1所示）：

1、找一個大口瓶，在瓶蓋的中央鑽一個小孔，孔徑能剛好插進一根細玻璃管。

2、在瓶內裝入五分之四的水後，放入一條金魚，擰緊瓶蓋，從瓶蓋上插入一根細玻璃管，玻璃管浸入水中1㎝左右。

3、為了密封更嚴密些，在瓶蓋周圍和小孔的周圍塗上凡士林。

觀察：金魚在瓶內停留在水中不同深處時，細玻璃管內的水位會發生什麼樣的變化？

通過實驗觀察發現：當金魚下潛到水底時，玻璃管的水位會下降上點點；金魚上浮到水面時，玻璃管的水位會上升一點點。

你們知道這是為什麼嗎？這是金魚體內的魚鰾在起作用：魚鰾壓縮，使金魚身體體積變小，金魚往下潛，魚鰾膨脹，金魚身體體積變大，金魚往上浮。人們在生物科學的啟發下發明瞭船，後又發明了潛水艇。

上述教材中的這個實驗現象效果不太明顯，我根據魚鰾壓縮膨脹能沉浮的原理，設計製作了一個效果非常明顯的小潛艇實驗器（原理圖如圖2所示），它既能浮於水面，又能沉入水底。你們想知道小潛艇是怎樣製作的嗎？下面就跟我來製作一個這樣的小潛艇吧！

工具和材料

準備一個100ml透明玻璃輸液瓶（用塑料瓶更容易製作，只是不透明），一個小號（1～2ml）一次性注射器，剪成小段的鐵絲若干段；三角銼刀和強力A B膠。

製作與除錯

1、用三角銼刀在玻璃瓶的底部*一邊輕輕地、小心翼翼地“啄”，一點一點地鑿成一個小圓孔（如方便的話，可到玻璃店去打孔），小孔的孔徑正好能插進這個注射器。

2、小孔鑿好後，把注射器插入圓孔，使注射器的身子在瓶子的裡面，注射器的尾部在瓶底外面。

3、用A B膠把注射器與瓶底結合處封固，再把瓶口朝下豎放24小時，等A B膠堅固粘勞後，小潛艇即製作成功了一半。

4、配重除錯：把小潛艇放入水中，這時它一定是浮在水面上的（因小潛艇的體積大、自重小）；揭開瓶塞往瓶裡裝入一些小鐵絲增加小潛艇的重量後，再把它放入水中，如果小潛艇沉入了水底，說明瓶裡裝的小鐵絲太多了，要取出一些，如果仍然是浮在水面上，說明小潛艇的自重還不夠，還要繼續裝一些小鐵絲。反覆這樣除錯（除錯時注射器的活塞推置正中段），直到小潛艇的重力與它在水裡受到浮力大約相等時即可。

實驗方法

把小潛艇浸在水中將注射器的活塞全推進去（到頂端），則注射器裡的空氣被壓入瓶內（相當於魚鰾壓縮），水從注射器尾部進入注射器（魚鰾體積變小受到的浮力也變小），這時，小潛艇在水中受到的浮力略小於它的自重而下沉；把注射器活塞抽置尾部，注射器從瓶內抽滿空氣（魚鰾膨脹），水從注射器的尾部排出而浮於水面（魚鰾體積變大受到的浮力也變大）。

科學原理

小潛艇在水中受到的浮力大小，會隨著瓶內空氣的壓縮或膨脹引起體積大小變化而改變，使小潛艇在水中實現上浮、下沉。