许正祥
苏州大学物理系的朱正元教授曾说过:“坛坛罐罐当仪器,拼拼凑凑做实验。”用身边的仪器做实验,既方便又经济,且直观易理解。
现列举说明怎样利用身边的材料做“流体压强与流速的关系”的几个实验:
1 器材:两条纸带、吸管
1.1 操作
(1)剪两条纸带。用手夹住两条纸带的一端。将纸带竖直夹在手指之间,两条纸带之间的距离约2.5厘米。将吸管水平放置,一端放在纸带的底部,从吸管的一端向吸管内吹气。(图1)
(2)取一条纸带,垫在手指下,用拇指和食指夹住吸管和纸带,从吸管的一端向吸管内吹气。(图2)
(3)将纸带弯折,使两断对齐,中间插一吸管,用拇指和食指将吸管和纸带夹住,然后向吸管内吹气。(图3)
1.2 现象
操作(1)中两纸带向中间靠拢;操作(2)中纸带向上运动;操作(3)中纸带向中间收缩。
2 器材:一张明信片
2.1 操作
将一张明信片沿着长边弯成弧形放在玻璃台面上形成一座“拱桥”,对着“拱桥”使劲吹气。(图4)
2.2 现象
发现“纸桥”紧贴到桌面不动。
3 器材:自制小船两个、水盆、矿泉水瓶
3.1 操作
将两个自制小船放在水盆中,使其漂浮在水面上且相距较近。手压矿泉水瓶让喷出的水流迫使两船中间的水流速加快。
3.2 现象
发现小船向中间靠拢。
4 器材:两支相同的蜡烛、火柴
4.1 操作
用火柴将两支蜡烛点燃,靠在一起。向两支蜡烛火焰的中间吹气。(图5)
4.2 现象
发现火焰向气流的一侧倾倒。
5 器材:两支筷子、乒乓球两只、塑料管
5.1 操作
在水平的两支筷子中间放上两只乒乓球。通过空心塑料管向两球间用力吹气。(图6)
5.2 现象
两只乒乓球相互靠近。
6 器材: 漏斗、乒乓球
6.1 操作
把一只乒乓球放在倒置的漏斗口处,从漏斗口中用劲向下吹气。(图7)
6.2 现象
乒乓球不会吹跑,反而被“吹”上去了。
7 器材:胶带、乒乓球
7.1 操作
用胶带将一根线的一端粘在乒乓球上,提着线的另一端将乒乓球放在自来水龙头的下方,打开自来水龙头阀门,再把提线端水平移开。(图8)
7.2 现象
可以看到,乒乓球仍在水束中而不向悬点下方摆去。
以上有趣的实验表明,流体(气液)当流速大的时候,压强会变小。通常流体运动规律十分复杂,还需要同学们去努力学习和探究。
(栏目编辑王柏庐)