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水的浮力和潜水员的稳性、水的浮力 （一）浮力的概念 把一块木板放入水中，它会浮在水面，用弹餐秤称一个浸在水里的物体，其重量比在空气中称的重量 轻。这些事实说明浸在液体中的物体会受到一个向上的力。这种方向向上的托力，称为液体的浮力。 浮力是怎样产生的呢？ 我们将一个正方体放入盛水的容器中，见图21设A、 B两 面平行于水面。A 面到水面的深度为h。B 面到水面的深度为 ho。 从中可以看出侧面 C和D，E和F处于同一深度，故彼此受到 的静水压力大小相等，方向相反，互相抵消。但A 面和B面则不 C B 同，根据 2-1 式可知，B面压强大于 A面压强。即： Pgh2> pgh, E 设A、B面的面积分别为 s，显然B面的压力一定大于 A面 式中：D一物体受到的浮力，N 8一重力加速度，N/kg p一液体的密度，kg/m3 V一物体排开液体的体积， m 对于纯水，如果口的单位用KN，g取9.8Nkg，则2-3式可简化为 D=9.8V(kN) (2-4) （三）物体的沉浮 一块钢板放入水中会沉到水底，但是用钢板制造的船却可漂浮在水面。为什么会有这种现象呢，原来， 没在水中的物体除受到向下的重力 W外，还受到向上的浮力 D，见图2-2。物体的沉浮是由D和 W共同 作用的结果。 当 W=D时，合力DW=0，此时物体可以在液体内部任何位置平衡。我 们把物体的这种状态叫悬浮状态（也叫中性状态)。 当 D>W 时，合力 D-W>0，方向向上，物体会溧浮在水面，我们把物体 D 的这种状态叫漂浮状态（也叫正浮力状态）。 当 D-W 时，合力 W-D>0，方向向下，物体会沉到水底，我们把物体的 这种状态叫下沉状态（也叫负浮力状态)。 W 显然，在水中的物体只能处于这三种状态中的一种。我们调节D和W 的大小。可以改变物体的沉浮状态（简称为浮态)。 图 2-2 水中物体受力图 对物体的浮态进一步分析，实际上决定物体汇浮的因素是物体和液体各自的平均密度。当物体的平均 密度等于液体的密度时，星悬浮状态，当物体的平均密度小于液体的密度时，呈漂浮状态：反之，星下沉状态。 例22 欲把一个边长为 15cm 的正方体钢块(密度 p=7.8kg /cm’>从水底打捞出水，至少需多大的力？ 解：钢块在水中分别受到向上的浮力 D 和向下的重力 w，打捞所需的力是它们间的合力。 D=9.8V=9.8x0.15°=0.033(kN) =33 (N) W=gpV=9.8x78×0.15°=0.258(kN)=258(N) W-D=258-33=225(N) ?至少需 225N 的力才能将铁块打捞出水面。 （四）潜水员的沉浮原理 潜水员在水中的沉浮和一般物体在水中单纯的沉浮有所不同。一般物体在水中的浮态完全取决于物体 所受到的浮力和自重的差值，这个差值是固定不变的，故只能处于三种浮态中的一种。 一般物体的沉浮可 以称做重力沉浮。潜水员和鱼类在水中的沉浮相类似。 我们知道鱼类在水中的沉浮，一方面通过腹内的鳔， 改变自身的排水体积，从而改变浮力和自重的差值，达到沉浮目的，这属于重力沅浮。另一方面，运用尾 和鳍的推力达到潜游和浮游的目的，这种沉浮称做动力沉浮。 潜水员在水中的汇浮，一种是重力沉浮，一种是动力沉浮。重潜水属于重力沅浮，重潜水运用了压重 物（如压铅），结合调节潜水服内的空气垫，使重力和浮力的差值可以在较大范国内任意调整，达到沉浮 目的。

潜水梯 供通风式重装潜水员出入水的潜水梯，目前尚无统一标准规格，但通常以木材或金属制成，长度根据 所在潜水工作船舷高度而定，梯档上下距离约 25~30om，宽度约 45cm 左右，潜水梯上端固定在潜水工作 船上，下端应入水 1.5m，以利于潜水员出水登梯时方便省力，潜水梯置放成与垂线成 15° 角，以利于潜水 员手抓扶梯登梯时身体角度适宜省力。 潜水梯应能承受大于 1800N 的重量。 二、入水绳与入水铊 入水绳又称导素、老车。入水绳应选用截面积小、拉力大的优质白棕绳或尼龙绳。入水绳的长短以潜 水作业处水深而定，入水绳用来供潜水员上升、下潜之用，它的一端系在水下物件上，另一端系在水面工 作船上。要求能承受 3 000N 以上的拉力。 入水铊用铅或铁铸成，铊上有个固定环，供连接入水绳用，水铊质量为 50~100kg。 三、减压架 减压架有坐式、立式两种，供潜水员在诚压时用，以减轻潜水员在导索上吊着减压之劳累。减压架通 常用金属制成，坐式减压架坐板长约 50cm，两端略为上翘，坐板中间焊有直径 12mm、高 40om 圆铁杆， 顶端有个环，供系绳索用 （简易式的仅有坐板供潜水 员坐着减压），减压架绳承受力应大于 1800N，绳素 长度视水深而定，每3m 做一标记，以指示减压深度。减压架因受水流、潮汐 及使用过程中种种因素影响， 故使用率不高。 四、行动绳 行动绳又称走脚绳，一端系在水铊上，另一端由潜水员在水下控制，用来水下寻找实物。行动绳的长短视工作需要而定，通常为 10m 左右。 五、水下照明灯 水下照明灯可增强水下光线，它由灯罩、电约及控制开关组成，电 源应符合 有关水下用电规范。使用时，应先置于水中，然后才 合上开关。 现有水下手电简， 电源一般是4节15V大号电池， 用于水下一般照明。还有一种 wS-91L 型携带式全密封水下照明灯，电 图3-13 潜水电筍 压为 12V，由可充电式蓄电池供给电源。 六、 为钢制刀，长为20cm 左右， 一边为刀刃，并带有锯齿，配有刀鞘，供潜水员自卫和切割物品 用。 七、潜水软管三角或五角架 港水软管三角或五角架由木或金属制成。三角或五角架用以置放潜水软管，并有一个帆布套，可以把 三角或五角架罩住，以防潜水软管日晒雨淋 八、保暖服 潜水员着装时，贴身所穿的衣服，如线衣、毛线衣、毛线袜、棉袜等等。