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.
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.空氣運(yùn)動速度慢,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運(yùn)動的.根據(jù)伯努利原理,空氣的流動速度越大,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了,而方形的盒子在遇到流動的空氣后,會讓空氣與其本身分離,向四周吹去,空氣不會圍繞著方形盒子運(yùn)動,空氣在方形盒子周圍不會形成壓強(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便利,但有時(shí)也會帶來災(zāi)難.飛機(jī)的起飛、足球中的“香蕉球”、火車站臺前設(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
中學(xué)生數(shù)理化·八年級物理人教版2015年3期