被懸空托起的小球

魯文文

一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私獠?，知道生活中與伯努利原理有關(guān)的現(xiàn)象.

實(shí)驗(yàn)材料：一角硬幣一枚（初次實(shí)驗(yàn)者最好選用鋁質(zhì)較輕的那種），盤子一個(gè)，氣球一個(gè)，乒乓球一個(gè)，比乒乓球稍大的海洋球一個(gè)，礦泉水瓶一個(gè)，小而輕的立方體紙盒一個(gè).吹風(fēng)機(jī)一臺(tái).

二、實(shí)驗(yàn)步驟

1.在平整的桌面上放置盤子和硬幣.硬幣和盤子之間的距離大約15cm，如圖1.嘗試將硬幣吹人盤中.

2.打開吹風(fēng)機(jī).將乒乓球放在風(fēng)口處，如圖2，松開手，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.

3.打開吹風(fēng)機(jī)，將乒乓球、海洋球、灌有少量水的氣球按照從小到大的順序依次放置在吹風(fēng)口處，如圖3.觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.

4.打開吹風(fēng)機(jī)，分別將裝有少量水的礦泉水瓶和小而輕的立方體紙盒放在吹風(fēng)口處，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，

三、觀察思考

通過(guò)實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)，從硬幣的上方沿水平方向猛吹一口氣，就能使硬幣“跳”入盤中，這是為什么呢？

打開吹風(fēng)機(jī)，我們能觀察到，單個(gè)乒乓球可以穩(wěn)穩(wěn)地懸浮在吹風(fēng)機(jī)的風(fēng)口；乒乓球、海洋球和灌有少量水的氣球，可以按照從小到大的順序同時(shí)懸浮在半空中，像是用空氣柱串起的“小球葫蘆”.這個(gè)游戲我們叫它“懸空串球”，想一想，為什么要將體積較小的小球放在下面？

裝有少量水的小礦泉水瓶也能輕而易舉地懸浮在半空中，小而輕的立方體紙盒無(wú)論如何也不能懸浮在風(fēng)柱上，這又怎么解釋呢？

四、拓展延伸

流體的流速越快，壓強(qiáng)越?。毫魉僭铰?，壓強(qiáng)越大，這就是流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系.該原理是瑞典物理學(xué)家伯努利發(fā)現(xiàn)的，又稱伯努利原理，

在“硬幣人盤”的實(shí)驗(yàn)中.從硬幣的上方沿水平方向猛吹一口氣，此時(shí)，硬幣上方的空氣流動(dòng)速度快，壓強(qiáng)較小，硬幣下方與桌面接觸，即使吹入空氣，空氣也很難流動(dòng).空氣運(yùn)動(dòng)速度慢，壓強(qiáng)較大，硬幣上方的壓強(qiáng)小，下方壓強(qiáng)大，形成的壓強(qiáng)差就像一只無(wú)形的手，將硬幣“托”入盤中，

乒乓球、海洋球、裝有少量水的氣球，還有裝有少量水的礦泉水瓶等物體，都能懸浮在半空中.這是因?yàn)樯鲜鑫矬w的外觀都接近于圓形，空氣在圓形或者接近于圓形的物體表面，是圍繞著物體表面來(lái)運(yùn)動(dòng)的.根據(jù)伯努利原理，空氣的流動(dòng)速度越大，壓強(qiáng)越小，因此圓形物體附近的空氣壓強(qiáng)小，距圓形物體較遠(yuǎn)處的位置空氣壓強(qiáng)大，壓強(qiáng)差就把圓形物體托起來(lái)了，而方形的盒子在遇到流動(dòng)的空氣后，會(huì)讓空氣與其本身分離，向四周吹去，空氣不會(huì)圍繞著方形盒子運(yùn)動(dòng)，空氣在方形盒子周圍不會(huì)形成壓強(qiáng)差，因此方形盒子不容易保持穩(wěn)定，就不容易懸浮在空中了.

伯努利原理在生活中的應(yīng)用非常廣泛.它能給我們的生活帶來(lái)便利，但有時(shí)也會(huì)帶來(lái)災(zāi)難.飛機(jī)的起飛、足球中的“香蕉球”、火車站臺(tái)前設(shè)黃色警戒線等，都和伯努利原理有關(guān)，你能嘗試著解釋這些現(xiàn)象嗎？endprint