为什么潜水艇能在水中沉浮？
炎热的暑假到来了，开开和心心在家里围着一个水盆玩水，开开将潜水艇玩具两侧水舱灌满水，潜水艇就向下沉入水中。心心好奇地问开开：“我刚才玩的时候，它明明是飘在盆里的呀，你是怎么让它沉下去的？”
“我把它的水舱灌上水，它就沉下去了，你把水舱里水放掉它就浮上来了。不信你试试。”开开指着潜水艇玩具两侧的水舱说道。
心心将两侧水舱里的水放出，潜水艇就再次浮到水面上。“哇，原来机关在这里！”心心惊叹，随后反问道，“可是为什么会这样呢？”
“增加配重吧，就好比乒乓球就是飘在水面上的，而小弹球就沉底了。”开开举例道。
“你们两个在玩潜水艇呢！”妈妈走过来，看着两个小家伙笑道。
“妈妈，为什么往水舱灌水潜水艇就下沉？是因为重了吗？”心心立刻问道。
“嗯，是的。其实潜水艇的沉浮原理是借鉴了鱼儿的沉浮方法。”妈妈点头道。
“哦，给我们讲讲吧。”开开说道。
“首先水中物体会受到水的浮力，这个力总是试图将物体往水面上浮。然而物体自身拥有重量，因此会有一个向下的重力拉着它往水下沉。当浮力与重力相等时，物体就会保持一种平衡，无论悬浮在水中还是漂浮在水面上。”妈妈解释道，“那么只要打破这个平衡，物体就可以实现浮潜。”
“那鱼儿可以打破这个平衡喽？”心心好奇地问道。
“是的，鱼的身体内有一种叫鳔的器官，它可以通过充气和排气调节鱼的比重。”妈妈介绍道，“气体是不是比水要轻呢？所以当鱼鳔里充满气体的时候，水对鱼的浮力就会变大，这样鱼就会向上浮起。而随着鱼鳔中的气体排出，水对鱼儿的浮力就会变小，鱼儿也就可以向水中下沉。”
“哦，我明白了，当潜水艇的水舱里注入水时，潜水艇的重量就会增加，从而重力也就大了，导致原本力的平衡被打破。潜水艇就会下沉。”开开了解了原理开心地说道。
“而水被排出去，潜水艇就轻了，于是就可以向上浮了。”心心也表示她理解了。
“你们理解得很正确。受到鱼鳔的启发，人们在潜水艇两侧安装了类似鱼鳔的舱体，被称为主压载水舱，通过注水、排水实现潜水艇的下潜和上浮。”妈妈点头赞赏道，“就像你们所说，下潜时主压载水舱注水排出空气，增加自重；上浮时用高压气体把主压载水舱的水压出，自重减少。”
“可是潜水艇作战的时候会发射鱼雷或导弹呀！”开开问道，“发射武器后潜水艇的重量一下就轻了不少，那不就浮起来被对方发现了？”
“哈哈，开开说得没错，当发射鱼雷或导弹以后，潜水艇的重量就会发生改变，因此为了保持潜水状态，就需要补重。为了更好地控制潜艇的状态，人们还为潜艇装上了补重水舱、快潜水舱等辅助压载水舱。”妈妈点头道，“这样就可以达到补重及紧急情况下的急速下潜。而且现在的潜水艇上还安装了升降舵，辅助潜艇沉浮与前进。”
【知识卡】为什么潜水艇能在水中沉浮？
无论物体是潜在水中还是浮于水面，都是一种力的平衡，而打破这种平衡就能改变物体与水的相对关系。潜水艇在水中沉浮是受到鱼鳔作用原理的启发。潜水艇上装有水舱，这些水舱就是潜水艇沉浮的秘密所在。
潜水艇若想下潜，便向水舱注水，增大自身重量，使得重力增加，向下潜入水中。潜水艇上浮时，用高压气体将水舱中的水排出，从而减轻自身重量，水的浮力会使潜水艇向上浮出。
由于潜水艇的特殊用途，水舱也被分为主压载水舱和辅助压载水舱，如：补重水舱、快潜水舱等。
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