被悬空托起的小球

来源 :中学生数理化·八年级物理人教版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:luminfeng
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  一、实验设计
  实验目的:了解伯努利原理,知道生活中与伯努利原理有关的现象.
  实验材料:一角硬币一枚(初次实验者最好选用铝质较轻的那种),盘子一个,气球一个,乒乓球一个,比乒乓球稍大的海洋球一个,矿泉水瓶一个,小而轻的立方体纸盒一个.吹风机一台.
  二、实验步骤
  1.在平整的桌面上放置盘子和硬币.硬币和盘子之间的距离大约15cm,如图1.尝试将硬币吹人盘中.
  2.打开吹风机.将乒乓球放在风口处,如图2,松开手,观察实验现象.
  3.打开吹风机,将乒乓球、海洋球、灌有少量水的气球按照从小到大的顺序依次放置在吹风口处,如图3.观察实验现象.
  4.打开吹风机,分别将装有少量水的矿泉水瓶和小而轻的立方体纸盒放在吹风口处,观察实验现象,
  三、观察思考
  通过实验我们发现,从硬币的上方沿水平方向猛吹一口气,就能使硬币“跳”入盘中,这是为什么呢?
  打开吹风机,我们能观察到,单个乒乓球可以稳稳地悬浮在吹风机的风口;乒乓球、海洋球和灌有少量水的气球,可以按照从小到大的顺序同时悬浮在半空中,像是用空气柱串起的“小球葫芦”.这个游戏我们叫它“悬空串球”,想一想,为什么要将体积较小的小球放在下面?
  装有少量水的小矿泉水瓶也能轻而易举地悬浮在半空中,小而轻的立方体纸盒无论如何也不能悬浮在风柱上,这又怎么解释呢?
  四、拓展延伸
  流体的流速越快,压强越小:流速越慢,压强越大,这就是流体压强与流速的关系.该原理是瑞典物理学家伯努利发现的,又称伯努利原理,
  在“硬币人盘”的实验中.从硬币的上方沿水平方向猛吹一口气,此时,硬币上方的空气流动速度快,压强较小,硬币下方与桌面接触,即使吹入空气,空气也很难流动.空气运动速度慢,压强较大,硬币上方的压强小,下方压强大,形成的压强差就像一只无形的手,将硬币“托”入盘中,
  乒乓球、海洋球、装有少量水的气球,还有装有少量水的矿泉水瓶等物体,都能悬浮在半空中.这是因为上述物体的外观都接近于圆形,空气在圆形或者接近于圆形的物体表面,是围绕着物体表面来运动的.根据伯努利原理,空气的流动速度越大,压强越小,因此圆形物体附近的空气压强小,距圆形物体较远处的位置空气压强大,压强差就把圆形物体托起来了,而方形的盒子在遇到流动的空气后,会让空气与其本身分离,向四周吹去,空气不会围绕着方形盒子运动,空气在方形盒子周围不会形成压强差,因此方形盒子不容易保持稳定,就不容易悬浮在空中了.
  伯努利原理在生活中的应用非常广泛.它能给我们的生活带来便利,但有时也会带来灾难.飞机的起飞、足球中的“香蕉球”、火车站台前设黄色警戒线等,都和伯努利原理有关,你能尝试着解释这些现象吗?
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