Question

有关初中物理浮力问题！

这个问题困扰我很久了：
如图，是一个潜水艇模拟示意图，一人从长导管处吸气，集气瓶里的水面就会上升（但不会倒灌入导管），集气瓶就会下沉。对于这

个现象，有两种解释：
1、装置受到的浮力=集气瓶中空气排开的水的重力+集气瓶瓶壁排开水的重力
装置受到向下的力=集气瓶的重力（空气的重力忽略不计）
思路：水面上升后，空气排开的水的体积减小，浮力减小;而装置的重力不变，所以装置下沉。
2、装置受到的浮力=集气瓶外轮廓排开水的重力（因为外轮廓是始终不变的，所以这个力始终不变）
装置受到向下的力=集气瓶的重力+集气瓶内水的重力
思路：水面上升后，集气瓶内水的重力增加，而浮力不变，所以装置下沉

觉得这两条思路都有道理，但本人更偏向于第一种。第二种解释就是潜水艇的工作原理，但是我认为这个装置和潜水艇有些不同，不同之处就是：长导管右边还有一根短导管，导致这个装置和外界的水是始终连通的；而潜水艇在注入水后会关闭水舱舱门，和外界水不是相通的。

本人是初三学生，求高人指点，不惜分数！=
电脑有问题，图在我空间里，链接:
http://hi.baidu.com/tdk402/blog/item/48b87f8f49515e05b31bba98.html

Answer 1

装置受到的浮力=集气瓶中空气排开的水的重力+集气瓶瓶壁排开水的重力 （1）
装置受到的浮力=集气瓶外轮廓排开水的重力 （2）
显然（1）、（2）等式左边相等，但右边就不一致，故其一说法偏颇。个人觉得（1）式对装置受到的浮力描述比较准确。
在高一物理力学中一个重点就是对力的受力分析，常用的主要是整体（系统）法、隔离法。
对于等式（2）个人觉得应该这样理解：
1.整体法：首先将集气瓶和瓶中水视为一个系统（为了便于理解可将水视为瓶的一部分）于是有：
系统受到向上的力=集气瓶中空气排开的水的重力+集气瓶瓶壁排开水的重力；
2.隔离法：（此时将水当作是一个放进瓶中的物体）对于集气瓶受到重力和浮力（相当于空瓶放入水中所受到得浮力），瓶中水仅受到重力。故有：
系统受到向上的力=集气瓶受到的浮力-瓶中水的重力-瓶的重力；
你的理解可能是正确的但是在表述的时候可能不太准确，这只和一个潜水艇的的潜水原理相似的一个模拟图，显然潜水艇在运行时不可能用一根管道同到海面来派出和吸入空气。潜水艇中在潜水时将气舱中的空气压缩，打开舱门注水，浮力减小，自然下沉。
当然为了增强潜水艇的机动能力潜水艇还会使用其它的力，比如安装涡扇发动机加快铅垂方向的力已达到快速上浮和下沉。
由于本人非专业的技术人员对潜艇沉降的具体原理尚不清楚，只能根据自己在读书中了解的一些知识来解释，希望能对你有帮助！不过你的这种质疑精神的确值得嘉奖！

Answer 2

你好同学,我是高二的学生。你已经将装置的受力分析详尽,我想我没有必要再次对你分析受力情况。你的主要疑问我也听懂了,那就是为什么这个装置内部与水连通,而潜水艇的水柜不是与水连通的。("水柜"是专用词汇,专指潜水艇的储水空间。)很显然,你给出的试验装置是在模拟水柜的工作原理,但你忽略了一个很重要的细节,那就是装置外的水压!你看,模拟装置是在水槽中进行的,外部水压不大,根据帕斯卡原理,集气瓶上方的空气受到来自下方的水压,但由于水压不大内部空气还可以和水压平衡,空气不至于被压缩。但是潜水艇的水柜在海洋下很深的地方,水压大的可怕,不能忽略水压对水柜里空气的压力,这样一来如果不关闭进水口,内部空气会被压缩的很厉害,这样一来排水体积就会变小,变的不可控。(这里你应该要知道气体是很容易被压缩的。)我形象的给你比喻一下,把你给出的集气瓶装置放在海底,假设瓶子不被海水水压破,两个导气管依然通畅,你能用吹气的方法将瓶内的水排出去吗?绝对不能!因为水压太大,要想保持水柜内有空气柱的存在,还不如将短导管处密封,根本没必要用"吹"的方式! 简单的综上所述,潜水艇用密封的方式是为了让密封物抵挡强大的海下水压,而不是让空气柱去抵挡水压,因为空气容易被压缩,抵挡不住强大的压力。而试验装置中的水压太小,忽略不计! 解答完毕,谢谢阅读,这里是绿灯快车,一个爱理科的人! ! !

Answer 3

新鲜鸡蛋密度略大于水，根据阿基米德原理，鸡蛋的重力不变，但是浮力小于重力，所以下沉；当向水中放一些盐后，盐水的密度大于鸡蛋的密度，此时浮力大于重力，所以鸡蛋会上浮；过一段时间，由于盐向底部沉积，导致溶液的上层盐分较少，鸡蛋受到的浮力小于重力，浮在水面的鸡蛋又会下沉一些。

Answer 4

其实最简单的解释可以这样想：浮力就是和整体密度有关系，吹气或者排气都是在改变集气瓶和瓶内水的总体密度，当总体密度大于瓶外液体的密度时就下沉 反之就上浮！整体思想！

Answer 5

我觉得这要靠压力来解释，当抽空气的时候瓶内的气压降低，平外的水压会将水压到瓶内，刚开始的时候瓶底是外面的水压加大气压减去里面的大气压，里面的大气压降低所以会下沉是瓶内的空气被压缩使其气压增大进而达到新的平衡