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吹不落的乒乓球

时间:2022-09-28 百科知识 版权反馈
【摘要】:可有时候物体不但“没有”支撑力,反而再给它一个向下的作用力,它也不会落到地上。用口向漏斗口小端朝下用力吹气,同时放开托乒乓球的手,并让学生仔细观察所发生的实验现象。当没有气流通过漏斗时,乒乓球在重力作用下会下掉;当有气流通过漏斗时,乒乓球在喇叭口的下面颤动或转动,但就是不掉下来。如果在吹气时,乒乓球两侧的气流速度不一样,球就会左右或前后晃动,再加上下气压的影响,就出现了乒乓球转动的现象。

引入背景:

我们知道,地球上的物体都要受重力作用,一旦物体失去了支持力或拉力,物体就一定会落到地上。可有时候物体不但“没有”支撑力,反而再给它一个向下的作用力,它也不会落到地上。

实验器材:

一个乒乓球(或其他质量较小的塑料小球),一个玻璃漏斗。

实验步骤:

(1)右手将漏斗口大端朝下。(2)左手拿着乒乓球托在漏斗口。(3)用口向漏斗口小端朝下用力吹气,同时放开托乒乓球的手,并让学生仔细观察所发生的实验现象。

实验现象:

当没有气流通过漏斗时,乒乓球在重力作用下会下掉;当有气流通过漏斗时,乒乓球在喇叭口的下面颤动或转动,但就是不掉下来。

原理剖析:

根据流体力学原理,流体流动速度越大的地方压强越小,流动速度越小的地方压强越大。如图30所示,当用力吹气时,乒乓球上部四周边缘空气的流动速度较大,气压小,而乒乓球下部空气的流动速度远比上部的小,所以气压也很小。这样在乒乓球的上下方就产生了压力差,即向上的压力大于向下的压力。

当这个压力差大于乒乓球的重力时,乒乓球就会向上运动直至与漏斗的内壁发生碰撞,也就是所看到的乒乓球在颤动。如果在吹气时,乒乓球两侧的气流速度不一样(一般这种情况居多),球就会左右或前后晃动,再加上下气压的影响,就出现了乒乓球转动的现象。但无论是乒乓球发生颤动或转动,只要用力吹气,球就不会掉下来,如果向下吹气的力度不够,使得乒乓球受到的压力差小于乒乓球的重力,则乒乓球一样会掉下来的。

图30

说明:

这个实验可以在学习流体流速与压强的关系一节使用,也可以在其他任何场合作为趣味实验来演示。

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