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奇妙的乒乓球

2007-10-23 15:52

  1.目标

  (1)了解伯努利原理的现实应用。

  (2)激发学生的兴趣,了解力的平衡。

  2.内容

  让乒乓球做一系列“高难度动作”。

  3.准备工作

  (1)水龙头;

  (2)一只不锈钢保温杯;

  (3)一只乒乓球。

  4.过程

  (1)做一个小实验

  把不锈钢保温杯放到水龙头下面,拧开水龙头,让水流冲到杯盖上,如图所示,把乒乓球轻轻地向杯盖扔去,奇迹便会出现──乒乓球会在上面驻足不动!

  (2)讨论问题

  ①为什么没水时乒乓球不能立住呢?

  ②用别的方法也可以做到吗?

  ③这个现象和哪些因素有关?

  以下是有关解答。

  这个现象可以用伯努利原理解释。

  当乒乓球处于水柱中心位置时,各个方向受到的作用力抵消,乒乓球处于平衡位置。

  当它受到扰动偏离平衡位置向左时,球左侧水流流速小、压强大,右侧水流流速大、压强小,水对乒乓球侧面压力总效果是向右,指向平衡位置,所以乒乓球又回到平衡位置。当它受到扰动偏离平衡位置向右时也一样。可见,不管乒乓球向哪个方向偏,都将受到一个指向平衡位置的回复力的作用。在这种不断进行的反馈校正下,乒乓球始终不会偏离平衡位置太远。乒乓球质量很小,这种校正能力很强,即使是把杯盖稍微倾斜,乒乓球仍会稳稳地停在上面。

  把水流改为气流也一样。找一个干净的圆珠笔外管,把乒乓球放在水平桌面上,笔管竖直向下,用笔管向下吹气,当吹乒乓球侧面时,它马上会向管的正下方滚。当管移动时,球也会跟着移动。

  也可把球放在倾角为45°左右的镜面上,用笔管水平吹球的上侧,球就会在镜面上不停地旋转而不掉下来。如果吹气的力气大,镜面竖直也行!

  以上两种也不妨试一试!

  5.小结

  以上小实验取材简便,只需要一个小小的乒乓球,教学过程简单易学而且非常奇妙,容易激发学生们亲手做实验的兴趣,并从中领略到科学的无穷奥秘。

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