趣味實驗：流體壓強與流速的關系

河北省寧晉縣實驗中學 牛玲玲 雷秋芬 閆香榮

同學們小時候都玩過小風車吧？在有風的天氣，我們迎著風舉著小風車，它就會呼呼地轉動起來；沒風的時候，我們拿著小風車跑起來，照樣能讓它轉動，這是應用了運動的相對性。但是，如果在無風且不能跑動的情況下，你還能讓小風車轉動起來嗎？有兩位同學做了一個趣味小實驗，成功地解決了這個問題。

制作材料：500 mL 注射器一個，直徑約為5 cm 的小風車一個，塑料下水管兩根，橡皮膜一片（面積大于注射器橫截面）。

制作方法：1.用切割工具將500 mL 注射器有針頭的一側切除，并撤出活塞，使針筒呈兩頭開口狀。

2.如圖1，用雙面膠把小風車固定在針筒內部，使小風車的迎風面離管口3 cm 左右（這個距離方便固定且效果好）。

3.在橡皮膜上開兩個直徑1 cm 的小孔，并使兩個小孔間距2 cm 左右，然后用橡皮膜封住針筒一側的開口（注意：應封住小風車非迎風面的一側）。

4.如圖2，把兩根塑料下水管分別插入兩個小孔中，插入長度約3 cm。

使用方法：需兩位同學合作完成，把針筒拿起，兩位同學一人拿一根塑料管，在空中畫圈即可。

圖1

圖2

實驗現象：當兩位同學拿起兩根塑料管在空中畫圈時，針筒中的小風車就會轉動起來，兩根管畫圈的速度越快，風車轉速越快。

實驗原理：根據伯努利原理，流體壓強與流速有關，流速越大的地方壓強越小。當塑料管在空中畫圈時，管口空氣流速快，壓強小，而針筒另一側為正常氣壓。由于兩側存在壓強差，空氣就會從針筒開口一側向塑料管口處流動，從而使針筒內的小風車轉動起來。塑料管畫圈的速度越快，管口處氣壓越小，兩側壓強差越大，小風車轉速越快。