鱼为什么能在水中浮上浮下

鱼为什么能在水中浮上浮下~

探讨浮力和重力的比较，浮力大于重力时物体上浮，浮力小于重力时物体下降。生活中的鱼儿在水中上浮下降、潜艇上浮下沉、游泳圈使用等都是这个原理。璐璐实验室带您探讨。

鱼是潜水艇的仿生学原型.
潜艇是一种能潜入水下活动和作战的舰艇，也称潜水艇，是海军的主要舰种之一。潜艇在战斗中的主要作用是：对陆上战略目标实施核袭击，摧毁敌方军事、政治、经济中心；消灭运输舰船、破坏敌方海上交通线；攻击大中型水面舰艇和潜艇；执行布雷、侦察、救援和遣送特种人员登陆等。

按作战使命分为攻击潜艇与战略导弹潜艇；按动力分为常规动力潜艇（柴油机-蓄电池动力潜艇）与核潜艇（核动力潜艇）；按排水量分，常规动力潜艇有大型潜艇（2000吨以上）、中型潜艇（600～2000吨）、小型潜艇（100～600吨）和袖珍潜艇（100吨以下），核动力潜艇一般在3000吨以上；按艇体结构分为双壳潜艇、个半壳潜艇和单壳潜艇。

潜艇之所以能够发展到今天，是因为它具有以下特点：能利用水层掩护进行隐蔽活动和对敌方实施突然袭击；有较大的自给力、续航力和作战半径，可远离基地，在较长时间和较大海洋区域以至深入敌方海区独立作战，有较强的突击威力；能在水下发射导弹、鱼雷和布设水雷，攻击海上和陆上目标。

但其自卫能力差，缺少有效的对空防御武器；水下通信联络较困难，不易实现双向、及时、远距离的通信；探测设备作用距离较近，观察范围受限，掌握敌方情况比较困难；常规动力潜艇水下航速较低，充电时须处于通气管航行状态，易于暴露。


构成

主要有艇体、操纵系统、动力装置、武器系统、导航系统、探测系统、通信设备、水声对抗设备、救生设备和居住生活设施等。


艇体
双壳潜艇艇体分内壳和外壳，内壳是钢制的耐压艇体，保证潜艇在水下活动时，能承受与深度相对应的静水压力；外壳是钢制的非耐压艇体，不承受海水压力。内壳与外壳之间是主压载水舱和燃油舱等。单壳潜艇只有耐压艇体，主压载水舱布置在耐压艇体内。个半壳潜艇，在耐压艇体两侧设有部分不耐压的外壳作为潜艇的主压载水舱。潜艇艇体多呈流线型，以减少水下运动时的阻力，保证潜艇有良好的操纵性。耐压艇体内通常分隔成3～8个密封舱室，舱室内设置有操纵指挥部位及武器、设备、装置、各种系统和艇员生活设施等，以保证艇员正常工作、生活和实施战斗。艇体中部有耐压的指挥室和非耐压的水上指挥舰桥。在指挥室及其围壳内，布置有可在潜望深度工作的潜望镜、通气管及无线电通信、雷达、雷达侦察告警接收机、无线电定向仪等天线的升降装置。


操纵系统
用于实现潜艇下潜上浮，水下均衡，保持和变换航向、深度等。潜艇主压载水舱注满水时，增加重量抵消其储备浮力，即从水面潜入水下。用压缩空气把主压载水舱内的水排出，重量减小，储备浮力恢复，即从水下浮出水面。艇内设有专门的浮力调整水舱，用于注入或排出适量的水，以调整因物资、弹药的消耗和海水密度的改变而引起的潜艇水下浮力的变化。艇首、艇尾还设有纵倾平衡水舱，通过调整首、尾平衡水舱水量以消除潜艇在水下可能产生的纵倾。艇首（或指挥室围壳处）和尾部各设有一对水平升降舵，用以操纵潜艇变换和保持所需要的潜航深度。艇尾装有螺旋桨和方向舵，保证潜艇航行和变换航向。


动力装置
分为常规动力装置和核动力装置。

常规动力装置主要由柴油机、蓄电池和主电动机等构成。柴油机是常规潜艇水面航行的主要动力装置，可使潜艇水面航速达10～15节。主电动机是常规潜艇水下航行的主要动力装置，可使潜艇水下航速达15～20节；还装有经济电机，水下航速2～4节。潜艇水下航行受蓄电池电量的限制，常须浮出水面或在水下一定深度，使用柴油机航行，并带动主电动机为蓄电池充电以补充电量。核动力装置，主要由核反应堆、蒸汽发生器、主循环泵和蒸汽轮机等构成。

核动力潜艇使用的核反应堆大多是轻水型压水反应堆；并安装有柴油发电机组、蓄电池和电动机等备用动力装置及通气管，用于在需要时为核潜艇提供应急动力。利用核能作动力，使潜艇动力发生根本性变革，推进功率达数万千瓦，一次装料可连续运转多年，续航力增大至数十万海里，从而使潜艇可长期在水下航行，极大地提高了隐蔽性。


武器系统
主要有弹道导弹、巡航导弹、反潜导弹、鱼雷、水雷武器及其控制系统和发射装置等。弹道导弹，是战略导弹潜艇的主要武器，用于攻击陆上重要目标，1艘战略导弹潜艇装有弹道导弹12～24枚。1艘攻击潜艇可携带巡航导弹、反潜导弹8～24枚或鱼雷12～24枚。巡航导弹，有战术巡航导弹和战略巡航导弹。战术巡航导弹，主要用于攻击大、中型水面舰船；战略巡航导弹，主要用于攻击陆上目标。反潜导弹，是一种火箭助飞的鱼雷或深水炸弹，有的采用核装药，主要用于攻击水下潜艇。鱼雷，有声自导鱼雷和线导鱼雷，主要用于对舰、对潜攻击。潜艇使用的水雷，多为沉底水雷，主要布设在敌方基地、港口和航道，用于摧毁敌方舰船。武器控制系统多采用数字计算机，可同时计算跟踪多批目标，提供决策依据，求出最佳攻击目标的射击阵位，并计算出数个目标的射击诸元，实现武器射击指挥自动化。


导航系统
包括磁罗经、陀螺罗经、计程仪、测深仪、六分仪、航迹自绘仪，自动操舵仪和无线电、星光、卫星、惯性导航设备等。惯性导航系统能连续准确地提供潜艇在水下的艇位和航向、航速、纵横倾角等信息。“导航星”全球定位系统使用后，潜艇在海上瞬间定位精度达10米左右。

探测设备 主要有潜望镜、雷达、声呐以及雷达侦察告警接收机。潜艇在水下将潜望镜的镜头升出水面，可用目力观察海面、空中和海岸情况，测定目标的方位、距离和测算其运动要素。现代潜艇在潜望镜上安装有激光测距、热成像、微光夜视等传感器，具有夜间观察、照相和天体定位等功能（见潜艇潜望镜）。雷达，通过雷达升降天线能在水下一定深度测定目标的方位、距离和运动要素，保证潜艇航行安全和对水面舰船实施鱼雷或导弹攻击，雷达侦察告警接收机的天线采用专门的升降桅杆或寄生于其他升降装置上，保证潜艇在潜望镜航行状态时对敌方雷达的侦察告警。声呐是潜艇水下活动时的主要探测工具，有噪声声呐和回声声呐。噪声声呐能对舰船进行被动识别、跟踪、测向和测距；回声声呐能主动测定目标的方位、距离和运动要素。此外，还有探雷声呐、测冰声呐、识别声呐和声线轨迹仪等。


通信设备

主要有短波、超短波收发信机，甚长波收信机，卫星通信和水声通信设备等。潜艇向岸上指挥所报告情况主要利用短波通信，接收岸上指挥所电讯主要用甚长波收信机，同其他舰艇、飞机或沿岸实施近距离通信联络主要利用超短波通信。潜艇可以利用升降天线在一定深度收信，若使用拖曳天线，能在较大深度收信。卫星通信，可使潜艇通过卫星与岸上指挥所实施通信，通信距离远。水声通信，用于同其他潜艇、水面舰艇的水下通信和识别。为保证通信的隐蔽性，潜艇一般采用单向通信方式，使用超快速通信系统，能使潜艇在极短的瞬间向岸上指挥所发信。

水声对抗设备 主要有侦察声呐和水声干扰器材等。侦察声呐，用于侦察目标主动声呐发出的声波信息及其技术参数。水声干扰器材主要有水声干扰器、水声诱饵（潜艇模拟器）和气幕弹，用于压制、迷惑、诱开敌方声呐的跟踪或声自导鱼雷的攻击。


救生设备
有失事浮标和单人救生器等。潜艇失事时，放出失事浮标以标志潜艇失事的位置，并与外界取得联系。单人救生器可供艇员通过鱼雷发射管、指挥室或专为脱险用的救生闸套离艇出水。在潜艇主压载水舱内还装有应急吹排水系统，潜艇失事时，可由潜艇或救生艇注入高压气体排出主压载水舱内的水，使潜艇浮出水面。


居住生活设施

包括空气再生、大气控制、放射性污染检测、温湿度调节系统、生活居住以及饮食、用水、照明、排泄、医疗等设施，用于保持艇内适宜的生存和活动环境，保障艇员健康。

鱼能在水中浮上浮下是因为它们在身体内部和外部都有许多气囊和鳃。这些气囊可以吸收氧气，并释放出二氧化碳，它们也起到了受压的作用，使鱼能够控制深度。同时，鱼还有称为游泳膜的薄膜，通过改变膜的形状和推动来帮助它们在水中浮上浮下。

根据液体浮力原理：浸入液体的物体所受到的浮力，是物体排开液体所受的重力。公式：F=ρvg(ρ液体密度、v排开液体体积g重力)。

鱼体内鱼鳔所充气多少，改变鱼的体积的大小。从而使鱼排开水的体积有不同。气满则浮，气少则下潜。

潜水艇就是根据这个原理而发明。

因为鱼有鱼鳔，充满气就浮上来了，气少就浮下了

因为它有气囊

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蒲江县18492535367： 鱼为什么能在水里能自如游动,上浮下沉呢? - ？
能梁健儿： 鱼在水里能游动自如,上浮下沉.除了它那具有两侧扁平,前后呈流线型的特殊体形,适宜在水中作穿行运动外,在体内还有一只充满气体的囊状鳔,更是鱼在水中升浮沉潜的主要调节器官.鳔内的气体,除了在头部浮出水面时通过一根很短的气...

蒲江县18492535367： 鱼为什么能上浮下沉? - ？
能梁健儿： 在浩瀚的水域里,生活着各种各样的鱼,它们在水中游动,浮沉自如. 鱼具有流线型的体型,适宜在水中作穿行运动,更重要的是它身体的背部,紧贴在脊柱下方,有一个充满气体的囊状鳔,它是鱼能上浮下沉的主要调节器官,鱼主要是靠鳔内...

蒲江县18492535367： 鱼在水中为什么能浮能沉 - ？
能梁健儿： 硬骨鱼类,大多数都有鳔.鱼鳔的体积约占身体的5%左右.其形状有卵圆形、圆锥形、心脏形、马蹄形等等.鱼鳔里充填的气体主要是氧、氨和二氧化碳,氧气的含量最多.所以,在缺氧的环境中,鱼鳔可以作为辅助呼吸器官,为鱼提供氧气...

蒲江县18492535367： 鱼在水中为啥子能浮能沉? - ？
能梁健儿： 因为鱼肚里有鱼鳔,而鱼路程经过过程紧缩以及放松肌肉,使鱼鳔变小或者变大,吸入空气也跟着变化,又因为空气比水轻,所以鱼用鱼杯鳔来节制沉浮 17

蒲江县18492535367： 鱼在水中为什么能浮能沉? - ？
能梁健儿：[答案] 鱼儿鱼儿水中游,游来游去真自由.您知道鱼为什么能在水中浮沉吗? 鱼能在水里游动自如、上浮下沉,因为它具有两侧扁平、前后呈流线型的特殊体形,适宜在水中做穿行运动.一只充满气体的囊状鳔,是鱼在水中浮沉的主要调节器官. 鱼鳔能帮助...

蒲江县18492535367： 为什么鱼可以在水里自由的上升和下沉?,请你们告诉我~~ - ？
能梁健儿： 很简单,因为它有鱼鳔鱼鳔(swim bladder)多数硬骨鱼消化管背面的一个囊状结构.其功能是调节鱼体的比重,在某些种类可用以呼吸空气.从胚胎发育上看,鳔是由消化管前部突出而形成,和陆生脊椎动物的肺是同源结构.鳔与消化管间...

蒲江县18492535367： 鱼为什么能自由地上浮水面或沉入水底 - ？
能梁健儿： 通过控制鱼鳔中的空气含量. 鱼鳔中的空气多,鱼的密度比水小的时候,鱼就上浮,当鱼鳔中的空气少,密度比水小的时候,鱼就下沉.(当鱼没有鱼鳔的时候,密度是比水大的.) 所以鱼会吐泡泡,其实是在调节鱼鳔的空气含量.

蒲江县18492535367： 鱼能够在水中自由上浮和下沉是依靠什么原理?倒底是通过改变自身重力还是改变浮力大小啊?「期末考试卷上的一道题,争议很大,所以问一下.」 - ？
能梁健儿：[答案] 改变浮力大小 由于鱼不能主动改变自己的鱼鳔的体积,所以它想上浮或下沉时,必须挥动自己的鱼鳍使自己上浮或下沉.鱼挥动鱼鳍使自己向下运动,此时受到水压变大,鱼鳔收缩,体积变小,浮力变小,于是鱼就往下沉了.反之鱼上浮也是同样原理....

蒲江县18492535367： 鱼在水中可以自由的上浮和下沉,这是因为在鱼的肚内有“鳔”(即鱼泡)这样一个器官.当鱼想下沉时就排出鳔内的空气,鱼受到的浮力就变______,当浮... - ？
能梁健儿：[答案] 当鱼排出鳔内的空气,鱼的体积变小,排开水的体积变小, ∵F浮=ρ水v排g,排开水的体积变小, ∴鱼受到的浮力变小, 当F浮′
蒲江县18492535367： 鱼为什么能在不同的水层中上下游动? - ？
能梁健儿： 因为在鱼的体内有一个叫所鱼鳔得东东,鱼鳔俗称鱼泡,内含空气,可以使鱼调节身体的密度,在水中上升或下沉.生活在海水上层和中层的硬骨鱼类,大多数都有鳔.鱼鳔的体积约占身体的5%左右.其形状有卵圆形、圆锥形、心脏形、马蹄...