被懸空托起的小球

魯文文

一、實驗設計

實驗目的：了解伯努利原理，知道生活中與伯努利原理有關的現(xiàn)象.

實驗材料：一角硬幣一枚（初次實驗者最好選用鋁質較輕的那種），盤子一個，氣球一個，乒乓球一個，比乒乓球稍大的海洋球一個，礦泉水瓶一個，小而輕的立方體紙盒一個.吹風機一臺.

二、實驗步驟

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.打開吹風機.將乒乓球放在風口處，如圖2，松開手，觀察實驗現(xiàn)象.

3.打開吹風機，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口處，如圖3.觀察實驗現(xiàn)象.

4.打開吹風機，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口處，觀察實驗現(xiàn)象，

三、觀察思考

通過實驗我們發(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？

打開吹風機，我們能觀察到，單個乒乓球可以穩(wěn)穩(wěn)地懸浮在吹風機的風口；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懸浮在半空中，像是用空氣柱串起的“小球葫蘆”.這個游戲我們叫它“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柱上，這又怎么解釋呢？

四、拓展延伸

流體的流速越快，壓強越小：流速越慢，壓強越大，這就是流體壓強與流速的關系.該原理是瑞典物理學家伯努利發(fā)現(xiàn)的，又稱伯努利原理，

在“硬幣人盤”的實驗中.從硬幣的上方沿水平方向猛吹一口氣，此時，硬幣上方的空氣流動速度快，壓強較小，硬幣下方與桌面接觸，即使吹入空氣，空氣也很難流動.空氣運動速度慢，壓強較大，硬幣上方的壓強小，下方壓強大，形成的壓強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.這是因為上述物體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動的.根據(jù)伯努利原理，空氣的流動速度越大，壓強越小，因此圓形物體附近的空氣壓強小，距圓形物體較遠處的位置空氣壓強大，壓強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動，空氣在方形盒子周圍不會形成壓強差，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用非常廣泛.它能給我們的生活帶來便利，但有時也會帶來災難.飛機的起飛、足球中的“香蕉球”、火車站臺前設黃色警戒線等，都和伯努利原理有關，你能嘗試著解釋這些現(xiàn)象嗎？endprint