皇甫宣政

一實(shí)驗(yàn)器材

乒乓球、氣球、棉線、吹風(fēng)機(jī)、油性筆。

二制作步驟

1. 如圖1所示，用棉線的一端將吹起來(lái)的氣球扎住，使氣球不漏氣。

2. 如圖2所示，棉線的另一端系住油性筆，氣球與筆之間的棉線長(zhǎng)度控制在15厘米左右。

3. 如圖3所示，如果有條件，可根據(jù)吹風(fēng)機(jī)的外形設(shè)計(jì)一個(gè)吹風(fēng)機(jī)底座，使吹風(fēng)機(jī)出風(fēng)口可以朝上放在底座上。

三操作步驟

（一）用乒乓球做此實(shí)驗(yàn)

乒乓球?qū)嶒?yàn)1：如圖4所示，打開(kāi)吹風(fēng)機(jī)（吹冷風(fēng)即可），將乒乓球放在吹風(fēng)機(jī)出風(fēng)口正上方，乒乓球會(huì)一直在吹風(fēng)機(jī)出風(fēng)口正上方懸浮著。

乒乓球?qū)嶒?yàn)2：如圖5所示，慢慢地平移吹風(fēng)機(jī)，乒乓球會(huì)跟著吹風(fēng)機(jī)一起平移。

乒乓球?qū)嶒?yàn)3：如圖6所示，手持吹風(fēng)機(jī)，先讓乒乓球懸浮在吹風(fēng)機(jī)出風(fēng)口的正上方，然后慢慢傾斜吹風(fēng)機(jī)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)乒乓球會(huì)懸浮在吹風(fēng)機(jī)的斜上方。

（二）用氣球做此實(shí)驗(yàn)

氣球?qū)嶒?yàn)1：如圖7所示，打開(kāi)吹風(fēng)機(jī)（吹冷風(fēng)即可），將氣球放在吹風(fēng)機(jī)出風(fēng)口正上方，氣球會(huì)一直在吹風(fēng)機(jī)出風(fēng)口正上方懸浮著。

氣球?qū)嶒?yàn)2：如圖8所示，慢慢地平移吹風(fēng)機(jī)，懸浮的氣球會(huì)跟著吹風(fēng)機(jī)一起平移。

氣球?qū)嶒?yàn)3：如圖9所示，手持吹風(fēng)機(jī)，先讓氣球懸浮在吹風(fēng)機(jī)出風(fēng)口的正上方，然后慢慢傾斜吹風(fēng)機(jī)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)氣球會(huì)懸浮在吹風(fēng)機(jī)的斜上方。

四科學(xué)原理

我們分別用乒乓球和氣球按3個(gè)同樣的步驟做了實(shí)驗(yàn)，接下來(lái)我們來(lái)揭示其中的科學(xué)原理：

乒乓球?qū)嶒?yàn)1：如圖10所示，首先乒乓球的重力等于乒乓球所受風(fēng)力，所以乒乓球能在一定的高度懸浮著。為什么乒乓球不會(huì)被吹跑呢？由于乒乓球比較小并且外形是標(biāo)準(zhǔn)的球形，所以向上吹的風(fēng)會(huì)均勻地分布在乒乓球的周圍（附壁效應(yīng)），靠近乒乓球周圍的風(fēng)大，即空氣流速快，壓強(qiáng)小;逐漸遠(yuǎn)離乒乓球的風(fēng)會(huì)慢慢變小，即空氣流速慢，壓強(qiáng)大，因此乒乓球周圍受從外向內(nèi)施加的壓力，所以乒乓球一直懸浮在吹風(fēng)機(jī)口的正上方，不會(huì)被吹跑。

氣球?qū)嶒?yàn)1：如圖11所示，氣球、棉線、油性筆的重力之和等于氣球所受的風(fēng)力，因此氣球能在一定的高度懸浮著。為什么氣球不會(huì)被吹跑呢？由于氣球比較大，它懸浮在風(fēng)口上方時(shí)我們會(huì)清楚地看到：氣球一側(cè)是在風(fēng)口的正上方的，這個(gè)位置風(fēng)速快，空氣流速快、壓強(qiáng)小;氣球另一側(cè)不在風(fēng)口正上方處，這個(gè)位置風(fēng)速慢，空氣流速慢、壓強(qiáng)大。這兩處形成的壓強(qiáng)差能使氣球一直懸浮在風(fēng)口上方，不被吹走。

乒乓球?qū)嶒?yàn)2、氣球?qū)嶒?yàn)2：吹風(fēng)機(jī)吹出來(lái)的風(fēng)是連續(xù)的，只要慢慢平移吹風(fēng)機(jī)，吹風(fēng)機(jī)上方的風(fēng)也會(huì)慢慢地向吹風(fēng)機(jī)方向移動(dòng)，乒乓球和氣球會(huì)在這個(gè)動(dòng)態(tài)平衡系統(tǒng)內(nèi)慢慢地跟著吹風(fēng)機(jī)移動(dòng)。

乒乓球?qū)嶒?yàn)3、氣球?qū)嶒?yàn)3：如圖12所示，兩個(gè)實(shí)驗(yàn)原理是一樣的。拿氣球舉例，在一定的角度內(nèi)，斜著吹氣球，氣球依然能懸浮是因?yàn)椋盒敝党鰜?lái)的風(fēng)可以分解為水平和豎直方向上的合成風(fēng)，豎直方向的風(fēng)能托住氣球使其在一定高度不掉下來(lái)，水平方向上的風(fēng)則會(huì)使氣球運(yùn)動(dòng)到吹風(fēng)機(jī)斜上方。吹風(fēng)機(jī)斜上方懸浮的氣球靠近吹風(fēng)機(jī)的一側(cè)空氣流動(dòng)速度快、壓強(qiáng)小;相反的一側(cè)空氣流動(dòng)速度慢，壓強(qiáng)大，產(chǎn)生的壓力正好能與斜上方吹出來(lái)的風(fēng)、氣球（含棉線以及油性筆）的重力達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，因此氣球不會(huì)被吹跑。

五考考你

乒乓球?qū)嶒?yàn)3、氣球?qū)嶒?yàn)3都有一個(gè)條件：將吹風(fēng)機(jī)傾斜一定角度，請(qǐng)問(wèn)這個(gè)角度的范圍與什么因素有關(guān)系呢？