潜水艇原理演示器说明书.doc

潜水艇原理演示器说明书
詹永江
一、概况
“潜水艇原理演示器”是根据初中教材的要求设计制作的,它既解决了常规实验器材操作不便的困难,又克服了常规方法实验持续时间短、不便观察的弊端,可使学生形象直观地观察和理解潜水艇的工作过程和原理。
二、结构
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本演示器由1瓶盖、2饮料瓶、3浮沉子、4水、5输气软管、6连接管和7注射器等组成。其结构如图1所示:
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(图1)
三、使用方法
1、实验前依次将注射器、连接管、输气软管、瓶盖和浮沉子连成一体。
2、向饮料瓶中注入容积60~70%的水,将浮沉子放入瓶中,拧上瓶盖。
3、拉注射器活塞,浮沉子内的气压减小,饮料瓶中的水被压入浮沉子内,浮沉子的浮力不变但所受重力增大,F浮<G重,浮沉子下沉。
4、推注射器活塞,浮沉子内的气压增大,浮沉子内的水被压出,浮沉子的浮力不变但所受重力减小,F浮>G重,浮沉子上浮。
5、缓慢调整注射器活塞到恰当位置,使浮沉子所受的浮力等于所受的重力,F浮=G重,浮沉子将处于悬浮状态。
归纳以上步骤可以得出结论:潜水艇的工作原理是通过改变自身重力来控制沉浮的。
实验效果如图2所示:

图2-1(下沉) 图2-2(悬浮) 图2-3(漂浮)
四、注意事项
实验前浮沉子的密度应接近但稍小于水的密度。浮沉子不必打开,推拉活塞即可改变浮沉子内水的多少。
饮料瓶盖要拧紧,防止瓶盖下方的输气软管受到瓶盖上方的扰动。瓶盖上的通气孔不要塞上,以保证饮料瓶内气压与大气压相同。
演示潜水艇由水面下潜时,拉动活塞可迅猛些,以克服水的表面张力的影响。
演示潜水艇上浮时,推动活塞可迅猛些,流入浮沉子的水流较快,可以卷起浮沉子内的橙色小球,便于后排学生观察水流的走向。
演示潜水艇悬浮状态时,应根据浮沉子的运动方向和速度做出调整,动作宜先重后轻。
6、实验完毕后将,将饮料瓶和浮沉子内的水排干。