物理低成本创新实验在力学中的应用

物理是一门以观察和实验为基础的学科。充分重视实验，认真准备，做好每一个演示实验和学生实验，让学生在观察或自己动手的实验过程中体会到成功的欢乐和喜悦。激发学习物理的兴趣和积极性，对培养学生的观察和实验思维能力以及实事求是的科学态度，也具有十分重要的意义。因此，即使实验条件很差，也要采取“坛坛罐罐”当仪器，“拼拼凑凑”做实验的方法，创造条件，千方百计做好各种实验。利用日常物品做实验，不但具有简便、直观的优点，而且有利于学生动手能力和创新意识的培养。

这里针对流体压强与流速的关系的内容，介绍几例简易有趣、师生均可动手做的，使学生产生悬念性，具有吸引学生注意力，激发学生思维的实验。

一、向上吹乒乓球

1.用细管吹乒乓球

取内径约3～8mm的细管为宜。若管太细，出气量小，乒乓球很难被吹起；若太粗，出气量大，虽可以把乒乓球吹起，但在肺活量一定时，吹气时间太短，球精彩悬浮的时间过短。

把细管一端含在口中，另一端做为出气口。竖直向上，吹气，把乒乓球放在出气口上方，会发现乒乓球不会跑掉，而只在其上方打转儿。若细管一端粗另一瑞细，则细的一端做为出气口。

几类细管使用说明：

(1)若是较硬的细管，不能弯曲，例如笔杆之类，需仰面向上吹。

(2)若是可以弯曲的管。一端含在口中，通过弯曲，使另一端出口向上。面部不必上仰，做起来比较从容。注意，使用时，不要使弯曲部分阻塞气流，要保持气流畅通。

这里介绍一种透明无色软胶管(还可以做虹吸现象，水平仪实验等)，胶管类市场有售。内径约8mm，取长约30cm，一端含在口中，另一端开口向上，用手指捏住出气口的一侧，使出气口变狭窄，这样使得出气口气流速度更大，也使得一口气能吹的时间持续更长，使乒乓球悬浮在空中时间更长，效果更佳。

2.用吹风机吹乒乓球

吹风机出风口向上放置，打开冷风开关(若只有热风开关也可，只不过多费些电)，把乒乓球放在出风口上方，乒乓球悬浮打转儿，不掉下来。由于吹风机的气流量大，且可持续吹风，此现象更为显著。球也可以选用比乒乓球尺寸更大一些的，但要注意质量不要过大。

提示：不论是用细管吹或者是用吹风机吹，悬浮的乒乓球都可以随细管或吹风机做上、下、左、右的移动。或者是使出气口与竖直方向成一定的角度倾斜，而球不下落，使现象更加神奇。

3.对上述现象的解释

无论是细管或吹风机，吹出的气流出来后，大体上散开成圆锥状气流，把乒乓球放在上方，气流冲击着小球，小球在竖直方向上受到重力和气流的冲击力。二力基本上平衡，使小球漂浮在气流里一样，不会落下来。

在水平方向上，当小球要跳出气流，远离气流中心时，由于气流内层流速大，压强小，气流外层流速小压强大，在压力差的作用下，自动地把它压回到圆锥状气流里边，使它基本上回到气流中心(流速最大的位置)。

二、电风扇吹塑料瓶

找一个带盖的空矿泉水瓶(塑料饮料瓶之类)，在盖上穿一个小孔。用一根橡皮筋穿过小孔，在盖内侧打结，合上瓶盖。将皮筋的另一端拴挂在铁架台的横杆(尽量要长一些)上。这样，塑料瓶便通过橡皮筋悬挂在铁架台上了。用台扇(或落地扇)正对着塑料瓶水平吹。

瓶不旋转时，让风水平正对着它吹，逆着气流方向看，在气流的作用下，发现瓶只是向远离电风扇的方向倾斜。

当瓶旋转时，观察到的现象有所不同。首先，如向让瓶子旋转呢？用双手多次对搓瓶子，使橡皮筋发生明显形变：放开手后，橡皮筋要恢复原状，从而带动瓶子开始旋转(实验正是利用此旋转)。若瓶子旋转时，不吹风，则瓶子仍是竖直悬挂。若打开电风扇，使水平气流正对着旋转的瓶子吹，逆着气流方向看，瓶子在远离电风扇的同时，明显地向一侧倾斜了。

当瓶子旋转方向相反时，它向另一侧倾斜了。该现象同样可以用“流体在流速大的地方压强小，流速小的地方压强大”的知识来解释。

提示：若直接用手搓瓶子产生的旋转来实验，效果不好。一是瓶子转动的时间短，转速小。二是瓶子摇摆不稳定。而利用橡皮筋显著形变后，要恢复原状来带动瓶子的转动，时间又长、转速高，且又平衡。

通过以上实验，再来解释打乒乓球时打出的各种弧线球，足球场上高明的运动员踢出的“香蕉球”的原因已是顺理成章，水到渠成的事了。

【物理低成本创新实验在力学中的应用】相关文章：

★ 浅谈物理实验教学中的演示实验和分组实验

★ 归纳法的启发式教学在物理教学中的应用

★ 物理教学中学生创新能力的渐进培养研究

★ 物理教学中的四个转变