施展悬浮魔法

同学们都知道在微重力环境下有个神奇的现象——太空中所有的人和物品都飘浮着。地球上的物体如果没有向上的力量支撑，一定会由于重力而往下掉落，不可能悬浮在空中。那我们有没有办法创造条件，使物体变得“听话”，在空中自由悬浮，甚至按我们的意愿上下运动呢？如果真的做到了，这个控制物体运动的力又是什么呢？让我们一起通过实验探索一下吧！

实验材料

小球、塑料软管

操作步骤

1选择合适的小球与塑料软管，即质量较轻且密闭的小球，如乒乓球、塑料球、泡沫球等；内壁光滑且内径略大于小球直径的塑料软管。

2将塑料软管中间弯曲，将小球放入软管内。

3转动塑料软管一端，改变软管转动速度，慢慢放开软管另一端，尝试使小球悬停在软管中。

4尝试通过改变塑料软管的转动速度来控制小球，使其自如上下运动。你会发现当加快转动速度时，小球向软管上方运动；减慢转动速度时，小球向软管下方运动。

知其然，知其所以然

原理揭秘

大气压力是我们生活中每天都会接触到但又非常容易忽视的一种力。通过改变一定的条件，大气就会产生巨大的力作用在物体上。我们知道相同受力面积，压力的大小与压强的大小成正比，压强越大压力越大，所以改变压强的大小可以使压力的大小发生改变。此外，压强的大小又和流体流动速度存在一定关系，流体流速越快压强越小。空气也是一种流体，所以改变空气流速的大小可以使压强的大小发生改变。

通过实验我们可以看到，当软管的两端都保持静止时，软管两端大气压强相等，软管两端压力也相等，软管两端压力相互抵消，小球受到重力的影响向下落。当软管上端发生转动时，上端的空气流速加快，导致上端的大气压强减小，所以上端的压力减小，当软管下端大气压力大于上端大气压力和小球所受重力之和时，小球向上运动。改变软管转动速度，实际上是改变了空气的流动速度，也就使得大气压力发生了改变，实现小球的可控上下运动。

概念一点通

压力与压强

物理学中的压力是指发生在两个物体的接触表面的作用力。压力的产生条件是物体之间接触且发生相互挤压。压力的方向是垂直于接触面，并指向被压物体。

压强是指物体单位面积上受到的压力，它用来表示压力产生的效果。压强越大，压力的作用效果越明显。

流体

流体是能流动的物质，也就是我们通常所说的液体和气体的总称。它是一种受任何微小剪切时力的作用都会连续变形的物体，具有易流动性、可压缩性、黏滞性。

轻松答题

风雨天打伞，当风过大时，我们会感觉伞特别难抓住。明明风是横向吹向我们的，而伞却像是要向上“飞”出去，如果抓紧伞的把手，伞面有时会被吹翻过去，这是为什么呢？（ ）

A. 风横向吹到我们身上，由于人的阻挡，使风向发生了改变，向上吹伞。

B. 横向的风将伞吹歪了，使风吹到了伞的下方，将伞吹了起来。

C. 伞面上方空气流速快、压强小，伞面上下产生压力差，使伞面受到向上的压力，从而被吹跑或者翻折。

D. 伞上方空气流速小于下方，下方的风将伞吹起来了。

知识拓展

1. 打开窗户，恰好有一阵风吹过时，我们发现窗帘会因为风而产生运动，贴到窗纱上面，这就是因为窗外空气流动的速度较快，使得内外气压发生了变化，使窗帘不是被吹向室内，而是贴到了窗纱上。

2. 在高铁站、地铁站等地方，我们经常会看到一条黄色的安全线，并且在这些地方还会有工作人员不断巡回监督并提醒，严禁人们进入安全黄线之内，这是预防列车进站时速度过快，将乘客“吸”入列车轨道，造成安全事故。因此我们等车时要严格遵守规则，绝对不踏入安全黄线之内，并且在日常生活中也要注意远离行驶速度过快的汽车。

3. 在大海中航行的船只也要互相保持一定的距离。船在大海中航行时会带动水的流动，会造成附近水流速度的提升。此时如果有两艘船离得太近，两艘船之间的水流速度要远大于船两侧宽阔水面的水流速度，在水流压强差的作用下，两艘船会互相“吸引”，发生撞船事件，这就是“船吸效应”。世界海事组织为避免此类情况发生，对航海做了一系列严格的规定，包括两船同向行驶时必须保持的间隔距离，在通过狭窄地段时该怎样规避，等等。

4. 民航客机升空也是利用了这个原理：将飞机机翼上方设计为凸面，下方设计为平面，飞机在地面滑行时机翼上方空气流动的速度大于下方的，产生升力，实现飞机的起飞升空。