每日科学第44期
伯努利原理：气球实验
参与学生：郑智翔、欧家裕 指导教师：陈国荣
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学习目标
1. 了解并解释伯努利原理的基本概念。
2. 通过实际实验观察伯努利原理在生活中的应用。
3. 理解气流速度与气压之间的关系，以及其对物体运动的影响。
材料准备
1. 气球两个
2. 风筒一个
3. 盘子一个
4. 板凳一个
实验现象与科学原理
实验一：气球与风筒
1. 将一个气球放在风筒的上方。
2. 打开风筒。
3. 观察气球在风筒上方的行为。气球保持在原地，并没有飘走。
实验现象： 当风筒打开时，气球在风筒的气流中悬浮，并没有飘走或掉落。
科学原理： 根据伯努利原理，当气流速度增加时，气流的压力会减小。在风筒的气流中，气球两侧的气流速度较快，导致两侧的气压降低。而气球周围的大气压相对较高，从而形成了一个向内的压力，把气球稳定在风筒的气流中。这就是为什么气球能够悬浮在风筒上方的原因。
实验二：盘子与气球
1. 将气球放在盘子中，站在板凳上。
2. 将盘子和气球一起放手下落。
3. 观察气球和盘子一起下落的现象。
实验现象： 当盘子下落时，气球和盘子一起下落，气球被“吸”在盘子中，没有飞出盘子。
科学原理： 当盘子下落时，盘子下方的空气被快速推开，形成一个向下的气流。根据伯努利原理，这个气流的速度较快，导致气流中的气压降低。与此同时，盘子上方和周围的大气压相对较高，从而产生一个向下的压力，把气球压在盘子里，使气球和盘子一起下落。这种现象类似于火车过站时产生的吸力，当火车快速通过时，车厢周围的空气流速增加，气压降低，从而对周围的人和物产生吸力。
实际应用：火车站黄线
1. 讲解火车站黄线的作用。黄线是根据列车的最快行驶速度设计的。
2. 说明当火车高速通过时，周围的空气流速加快，气压降低，容易产生吸力。
3. 提醒同学们在火车站等待时不要越过黄线，确保安全。
实验现象： 当火车高速通过时，站在黄线以内的人会感觉到一股强大的吸力，可能会被吸向列车。
科学原理： 火车高速通过时，车厢周围的空气被快速带动，形成高速气流。根据伯努利原理，气流速度越快，气压越低。这时，列车周围的气压降低，而站台上的大气压相对较高，从而产生一个向列车方向的吸力。如果站在黄线以内，可能会被这股吸力拉向列车，造成危险。因此，黄线的设计是为了确保人们在火车高速通过时的安全，提醒人们保持安全距离。
趣味拓展
1. 飞机的飞行：
· 现象：飞机能够在空中飞行。
· 解释：飞机的机翼设计成上表面弯曲而下表面平直。根据伯努利原理，气流在机翼上表面流速更快，压力更低，而在下表面流速较慢，压力较高。这种压力差产生升力，使飞机能够飞行。
2. 纸片悬浮：
· 实验：取一张纸片，用嘴从纸片的上方吹气。
· 现象：纸片会向上抬起，而不是掉落。
· 解释：吹气使纸片上方的气流速度增加，压力降低，而纸片下方的气压相对较高，产生一个向上的升力，将纸片抬起。
3. 吹气使球移动：
· 实验：在桌面上放一个乒乓球，用吸管对准球的一侧吹气。
· 现象：乒乓球会朝吸管吹气的方向移动。
· 解释：吸管吹出的气流使球一侧的气压降低，而另一侧的气压相对较高，产生一个推力，使球向气流方向移动。
4. 纸带实验：
· 实验：取两条长纸带，让它们悬挂在一起，然后从两纸带之间吹气。
· 现象：纸带会靠近彼此，而不是分开。
· 解释：吹气使两纸带之间的气流速度增加，压力降低，而纸带外侧的气压较高，将两纸带向内压近。
