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华丽的飘过

版主 (著名写手)

[交流] 【中学物理实验设计】验证流体压强与流速的关系(初中物理第十四章第四节)已有9人参与

原创者:华丽的飘过

很久没有看过中学物理的书了,不记得曾经在中学学过这个内容(也许是我当时不认真听讲吧)。后来在做给人做高中家教的时候记得当时的高中教程中有这个内容,但是前两天去翻教程时发现高中教材中没有这个内容了,但是初中物理第十四章第四节还在讲授,大概是课程又调整了吧。

实验目的:
本实验要验证流体压强与流速的关系,即伯努利定律:物体表面的流体流速越快,流体产生的压力就越小

实验设计:
将两条棉线固定于一根竿之上(图一),并制作一个纸筒(图二)。在一个空气流动不大的地方进行此实验。
1.让纸筒于竹竿的下落,并记下落地位置(图三),这个位置应该再位于平行于竹竿的正下方。(图中我们用黄粉笔标记了位置)
2.用棉线顺时针缠绕纸筒(图四)使之下落,这时纸筒会在下落中沿顺时针旋转,此时的落地位置应该再第一种情况的落地位置之左(图五)。
3.与第二种情况相反,我们用棉线逆时针缠绕纸筒(图六)使之下落,这时纸筒会在下落中沿逆时针旋转,此时的落地位置应该再第一种情况的落地位置之右(图七)。

实验原理:
考虑顺时针旋转情况(如图八):在纸筒顺时针旋转时,由于纸筒表面的粘滞力(或者摩擦力)会带动部分空气顺时针旋转;而当纸筒下降时实际上相当于收到了由下向上的气流。如图八所示,在纸筒右方的气流因旋转效应而比纸筒左方的气流流速慢,因此根据伯努利定律(物体表面的流体流速越快,流体产生的压力就越小)纸筒左方所受压力小于右方所受压力,因此纸筒所受合力方向向左。这也是乒乓球旋球的原理。

实验材料和成本:
棉线、纸、竹竿或其他替代品、胶水或透明胶、总成本不超过一元钱。

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华丽的飘过

版主 (著名写手)

这位大哥,我仅仅是想给中学生演示一下,流体力学现象,不是想搞研究,中学课本也是定性说说这个定理而已,以前做家教的时侯讲过这个知识,后来觉得书上的例子不明显,才做了点改进.我真的只是想用来给中学生演示,没想过用它来搞科研的

另外,请您用一个帐号提出您的意见就好了,我会虚心参考的



[ 发自手机版 https://muchong.com/3g ]

[ Last edited by 华丽的飘过 on 2012-11-13 at 10:39 ]
6楼2012-11-13 10:26:09
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华丽的飘过

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引用回帖:
14楼: Originally posted by angocn at 2021-01-18 16:26:53
对此实验持不赞成的意见!
1. 如何否定这个实验中的偏离不是因为绳子的偏心作用造成的?  
2. 事实上,图中画的旋转的方向或速度是纸筒的速度,而不是那里的空气的速度。我们可以将空气近似看作是“静止的”,纸筒 ...

额,这是我做出了实验的结果哦
15楼2021-01-23 10:54:33
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华丽的飘过

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引用回帖:
14楼: Originally posted by angocn at 2021-01-18 16:26:53
对此实验持不赞成的意见!
1. 如何否定这个实验中的偏离不是因为绳子的偏心作用造成的?  
2. 事实上,图中画的旋转的方向或速度是纸筒的速度,而不是那里的空气的速度。我们可以将空气近似看作是“静止的”,纸筒 ...

1.这个实验的结果是纸筒位移方向与绳子的水平施力方向(如果有的话!)相反的
2.这个过程就是香蕉球以及乒乓球的旋球原理一致,那些受力分析是可以找到的。也可以拿一个严格的实验来验证,就是在抽真空的管内,看看有没有这个效应,当然我没有这个实验条件。
16楼2021-01-23 11:33:58
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华丽的飘过

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引用回帖:
13楼: Originally posted by 小青颜子 at 2016-03-15 21:36:53
为什么左方的旋转气流速度慢,而右边的快。左右两边不都是用绳子顺时针缠绕吗。确实现象不一样,反过来用逆时针,纸筒偏行方向不一样了。求正解!谢谢

纸筒表面的摩擦力带动一部分空气,造成局部空气流速稍有改变
17楼2021-01-23 11:36:11
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