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教学仪器，实验仪器装置教学模型伯努利方程实验仪的详细介绍
品牌盛意型号B
※ 流体力学水力学实验系列
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基于伯努利原理的几个趣味性实验
V o l. 42N o. 5M ay . 2 0 13中 犷 粉『 龚 学 参 考生 活 物 理一韦金 明易其 顺韦乃银 崇左广 西 民族 师 范学 院物理 与 电
子工 程 系文章 编 号一》 一一中图分 类号文献 标识 码基于 伯 努利 原理 的观 赏性 、 趣 味性 很 强 的演 示 实 验 , 可大大 增 强 学 生对 流 体 压强 的感 性 认 识 , 激 发学 生的 学 习热情 和 探 究 欲 望 笔者 从 多 角 度 、多层 次 介绍 基 于伯 努利 原理 的几个趣 味性 演 示 实验 这 些 演示即 合 一艺短,,合等 于乒 乓 球 的重 力 时 ,当这 个 向上 的合力乒乓 球就 被稳 稳地 顶起来 , 所 以第 一 个球 会 悬 浮在 气 流 的上方 再有 , 因 为气 流 遇 到 球 形 障 碍 物 时 是 可 以 绕过 去 的 , 所 以第 一 个 球 的上 方 仍 然存 在着 气 流柱 , 只不 过它 相对前 面 的气 流柱 已经 被 削 弱 了一 些 我 们 只要 适 当地减 轻 第 二 个 球 的 质 量 就 能 够 达 到顶 起 第二个 球 的效果 了 , 利 用这 一 原理 就 能够 达 到一 气 顶 多实验取 材 方便 、制 作 简 单 , 实验 现 象 明 显 、 趣味性强 、教 学效 果 突 出 一 伯 努 利原 理 〕 伯努 利 原理 是 在 流 体 力 学 的 连续 介 质 理 论 方程建立 之前 , 流 体 力学 所 采 用 的基 本 原 理 , 其 实 质 是 流 体 的机械 能守 恒 即动 能一一 ,, 一 、一 、 、 ,重力势 能 十 压 力势 能 一常, ,球 的效果 实验 设计 用一个 气泵 气 垫 导轨 的专 用气 泵 作为 气 源 , 在 出气 口接上 一 节 长 约 、内 径 根据气泵 出气 口的大小 而定 , 只要 能 牢牢 套 在气 泵 出气 口的 金属管 上就行 的 塑料 管 , 这 就 是 “一 气 顶 多 球 ”演 示 实 验 的实验 装置量 ,其 方 程伯 努 利 方 程为 言铲“一 常 量?、 卜根据 伯努 利方 程 可知 , 等高 流管 中 流速 与 压强 的 关 系为 碑 粤 厂一 。 铲 十 `厂 。 一 常 ”` 量 ' 由 此 得 ', 出 伯 '曰努 利 '切 原 ,' 、 理 最 著 目一 名 目卜 的 推 卜论 等高 流 动时 , 流速 大 , 压 力就小基 于这 个原 理 , 下 面从实 验原 理 、 制 作方 法 、操作流程 、 实 验现 象等 方面 , 介绍 相关 的科 学演示 实 验二 、几 个趣 味性演 示 实验 一 气顶 多球根据 前面 的分 析 , 要 实 现 “一 气 顶 多 球 ” , 必 须 使几个 乒乓球 的 质量 不一样 , 而 且最 先 放置 到 气柱 的球我 们暂定 为号球 的质 量最 大 , 其 次是号球 , 号球 , 号球 … … 以此 类 推 用 注射 器 往乒 乓球 内 注 射 所示 , 当气 流 向上 流 出遇 到乒一定 量 的水 川 ,就 可 以实现 几 个乒 乓 球 的质 量 不一 样 的 目的 号 乒乓 球 注人 的水 量最 多 , 其 次 是 号 球 , 号球 , 号 球 … … 以 此 类 推 具 体 注 入 的 水 量 是 多 少 , 要看气 泵 的气 流 的强 弱 而 定 笔 者 的经 验 是 号实 验原 理 实 验原 理 图如 图 乓球 时 , 气 流会从 球 的表 面周 围流 过 , 根 据伯努 利 原理 , 流 速大 的地方 压强 小 靠 近乒 乓 球 的地方 流速大 , 所 以压 强小 , 而 距 离乒乓球 越 远 的地 方 流速越 小 , 压强 越 大 , 也 就是 说乒 乓球 外 围的压 强大 于乒 乓球 表 面 的乒乓球 注人 的 水 量 约气管 口上方 。 处 为宜 ,使 能稳 定停 留 在距 离 出号 乒 乓 球 注人 的水 量 约压 强 , 所 以乒 乓 球 周 围都 受 到 外 围 各个 方向对 它 的力 , 、 、 … `… 。, 而 且乒 乓 球 下表 面还 受到 气流 给它 向上 的一 个 冲力图, 号乒 乓球 注人 的 水 量 约 人 的水 量约 时成功 , 有 时不 成 功 合 相碰撞 , 导致 实验 失 败,号 乒乓 球 注, 最 后 一 个 球 不 注水 不 稳 定 , 有 实 验 时 要 不 断调 整 球 的质 量 ,使各个 球 间的距 离 约 为。 为宜 , 这样 可 避 免球 互, 这 些力 的合 力就 是乒 乓球 受到 的 向上的合 力缎一 ,生 活 物 理调 整 好各 个球 的质 量后 , 要 注 意用中 公 粉 龚学 参 考胶 水封住第卷 第期年 月五 股气 流柱距 离有 的太 近 , 顶起 的乒 乓球 容 易 互相碰 撞 而落地 , 造 成 实验 失 败 二 是 使 从 五个 孔 流 出的 气 流 流量 和 流 速 几 乎 均 等 , 增 加 稳 定 性 , 提 高 实 验 成 功率 用 透 明胶或 电工胶 在 汽水 瓶 的嘴 上绕 上几圈 , 直 至能 紧插 在 塑料管 另一 个端 口内 为止 用注射 器 分别 往 五 个 乒 乓 球 内 注 射 一 定 量 的 水 笔 者 的经 验是 每 个球 注 人 约验 失败 至此 , 花 样 气 顶 球 实 验 装 置 的 关键 部 件 都 制 作 成了 演 示结 果球 上 的针 眼 , 以防 实验 时 , 球 旋 转把 水 甩 出去 , 使 球 的 质量改 变 , 从 而使 实验 失 败一 般来 说 , 一 气顶 五个球 呢 这 个 问题 有 待 同行 指点 个球 没 有 问题 , 但第 五 个 就 不 稳 定 了 如 何 很 稳 定 地 顶 起 演 示结 果 实验 器 材 准 备 好 后 , 接 通气 泵 电源 , 一股 气 流 就 从 塑料 管 上 方流 出 首先 在 出气 管 口上 方处放 号球 , 待 号球稳 定 后再 在水 ,这 样 做 的目的是 增加 稳定性 , 避 免乒 乓球 被气 流 冲走 而导 致实号球 上方处放号球 ,待号 球被稳稳 地 顶 起 来 后 , 接 着 放号球 、 号球… …操作 要点 跟 放 号球 一 样 笔者 带 领 团 队在实 验 室 实 验 或 者 到 中 小学 开 展科普活 动表 演 时 , 都 成 功顶起 了如图 所示 花 样 气顶球 实验原理个乒乓球图我 们 把特 制 的汽 水 瓶 倒 置 , 然 后 套在 塑 料 管 上 ,拧 紧 打 开气 泵 开 关 , 让气 流 从 特 制 的汽 水 瓶 底 部 基 座 的五 个洞 口喷 出 , 在 五个 方 向形 成五 股气 流在 第一 个 出气 孔 口斜 上 方 处放 号球 , 待 号球 稳定 如 果不 能稳 定 , 可 调“花样 气顶 球 ” 演 示 实验 的原 理 跟 “一 气顶 多球 ”演示 实验 的原 理是 一样 的 , 都 是应 用 伯努 利 原理 制 作 成 的 不 同之处 是 我们 通 过一 个特 制 的 汽水 瓶 , 在 五 个 方 向形 成 五 股 气 流 , 从 而 在 五 个 方 向 上 顶 起 五 个 球 , 形 成 了花样 气 顶球实验 设计节 气泵 的 气 流 大 小 直 至 稳 定 为此 后 , 再在 第 二个 出 气 孔口斜 上 方 。 处放 号球 ,鬓 、图待号 球被稳 稳地 顶起 来 后 接 着放号球 、 魂号球 、花样 气①实验 器材号球 最 终 在五 个 方 向 上 顶 起 五 个球 , 形 成 顶球 如 图 所示 胶 水 , 水 和 透 明胶 或 电工气 旋球 实验原 理气 垫 导轨专 用气 泵 一个 , 废 弃 的底 部 有 五个 基座的汽 水瓶 一 个 , 注射 器 ,胶 , 一节 长约行 的塑 料管、内径根据 气 泵 出气 口的大小 而定 , 只要能 牢牢 套 在气 泵 出气 口的金 属 管上 就 ②制 作方 法 在 气泵 的 出气 口接 上准 备好 的塑料 管 在 汽水 瓶 的 五个 基 座 上 分 别 打 一 个 孔 打 孔时 , 注 意三 点 第 一 , 打 孔 的 方 向跟竖 直 方 向成 “ 角“气 旋球 ” 演 示 实验 也 是 应 用伯 努利 原 理 制 作 成 的 我们 通过 一个 特 制 的漏 斗 如 图 有被高高 地顶起 来 , 而是在 漏斗 中 不 停 地 打 转 , 因 为 流 速大 的 地 方 压 强 小 , 球 背 离漏斗 的 部 位 , 其 表 面 附 近 的 流速相 对 于 贴 近 漏 斗 部 位 的 球表 面附近 的流速 较小 , 压 强 比较 大 , 所 以 大 气 压 就 把图所示使球没左 右 , 这 样做 的 目的 有 二 一 是 避 免 五股 气 流 柱 距 离 太近 , 顶 起 的五 个球 容 易 互 相 碰 撞 而 落 地 , 造 成 实 验 失败 二 是 使五 个球斜 着 悬 在 空 中而 不 下 落 , 增 加 趣 味性 第 二 ,孔 径不能太大 ,球 向流 速大 的地 方 压 , 使 球 被 压 在 出气 口处 , 而 不 是被顶 起 表演 者在 漏斗 口的某 个位 置用 手挡 住 部 分气 流 , 使 得球 受 力不均 等 , 就 可 以达 到控 制球 的转 向 , 使即可 第三 ,五个孔 的中心要 尽 量 在 同 一 个 平 面 上 ,球旋 转 我 们把 漏斗倒 过 来 ,球 也 不 下 落 , 也 是 因 为流图且距 离相 等 ,均匀 分布 在一个 圆周 上 , 如图速大 的地 方压 强小 , 球下 表 面 的流 速 相对 于 球 的表所 示 这 样 做 的 目的有 二 一 是避 免面和球 的两 侧 流速 较 小 , 压 强 比较 大 , 大 气压 就 产 生毋 斗〔 一 丫 咦V 0 1 .4 2N OM a y .2 0 1 3中 若 奴『荤 参 考生 活 物理摹鑫霎 回华 峰差制黝粼勤疆鑫中图 分类 号文献 标识 码安 徽省 灵璧 县黄 湾 中学文章 编 号 一 一 一一 、问题 的提 出 当一 列 火车 鸣着 汽笛 迎 面驶来 时 , 我 们 听 到 的汽学 的观 点来 看 , 产 生 红 移 的 机 制 有 两 种 , 即 多普 勒 红 移 和 引力红 移 这是 两种 不 同 的 红 移 , 下 面分 别 予 以 简 单介 绍二 、多普 勒红 移笛声 的声 调会 变 高 当 火 车 鸣着 汽笛 远 离我 们 时 , 我 们听 到 的汽 笛声 的声 调则会 变 低 这种 现 象 就是 多普 勒效 应 多 普 勒 效 应 是 由奥 地 利 科 学 家 多 普 勒, 一 于 年年 , 奥 地利 物理 学 家 多普 勒 发 现 , 声 源 由近 及远 或 由远及 近 , 都 会 导 致 声 波 的 频 率 发 生 变 化 为 了使 大 家更好 地理 解这 一有 趣 的 现象 , 大家 可 联想 有一位 旅行 者 在 旅 途 中 , 每 一 周 都 定 期 向 家 中 发 一 封 信 , 当他 的旅 程是 离 家而 去 时 , 由于 每 封 信 都 会 比前发 现 的 医学 中 测 量血 管 内 的血 液 流 量 计 , 就 是 根据 多普 勒效 应设 计 的 电磁 波 同样 具 有 多 普 勒 效 应 , 可 以测 定 目标 的径 向速度 , 雷 达便 是一个 最好 的例证 谱 线 红移 是 指 天体 光谱 中某 一谱 线 相 对 于 实验 室光 源 的 比较 光谱 中同一谱 线 向红 端 的位 移 从 物理一封 信 的邮程 长一 些 , 因而 他 的家 人 收 到 的每两 封 信 相 隔的 时间将 会超 过一 周 若他 的旅 程是 向家 中而 来一个 向上 的压 力 , 当这 个压 力 大 于 等 于 球 的重 力 时 , 球 就能 够停 留在 出气 口的地 方 而不下 落 实验制 作出 , 往漏斗放 置玩 具 泡 沫球 , 此 时 球 并 没有 被 冲走 , 而 是在漏 斗里 旋转 我们 把漏 斗开 口朝下 , 泡沫球 竟 然没 有下 落 更为神奇 的是 , 我们 随便甩漏 斗 ,泡 沫球 也没有 被甩飞 ,还是在漏斗里旋转 ,非常有趣 如图 伯努 利 原 理 是 物 理 学 中 的一个 重 要 原 理 在 教 学 过 程 中 , 可 以利用 简 单 的生 活 用 品 , 巧 妙①实验 器材 气 垫 导 轨专 用 气 泵 一 个 , 一 跟洗 衣 机排 水 管 , 一个 玩具 泡 沫球 , 废 弃 的饮料 瓶一 个 瓶 颈部 分 , 即 瓶 的 上部分 必须 是平 滑 的 , 透 明胶 或电工 胶 ②制作 方法所示地 演示伯 努 利 原 理 本 文 所 介 绍在气泵 的 出气 口接上 准备 好 的洗衣 机 排 水管 在饮 料瓶 距离 瓶 口约 的漏 斗 了 , 如 图 处沿 着 圆周把 废 弃 的饮 料瓶的基 于伯 努 利 原 理 的 几 个 趣 味性演 示 实 验 一 气 顶 多 球 、花 样 气 顶 球 、气 旋 球 ,个 个 取 材 方 便 、 制作 简单 , 实验 现 象 明显 , 趣 味性 强 不仅 能 在 课 堂 教 学 中取 得较 好 的教 学 效 果 , 而 且 适 合 在 各类 科普 活动 中表 演参考文献厂臼割 成两 部分 , 带 有瓶 口的那 部分 就 是我 们 所说 的 特制所 示 把 做 好 的 漏 斗 嘴 紧 紧地 插 进 洗 衣机 排 水管 的 另一 端 口 , 如果 松 动 , 就 用透 明胶 或电工胶 在 汽水瓶 的嘴 上绕上 几 圈 , 直 至能 紧插 在 排水 管另一 个端 口内 至 此 , “气 旋 球 ”实 验 装 置 的 关键 部件 制作 成 了 演 示结果 首先 , 在气泵 的出气 口接上 准 备好 的 洗 衣机 排 水 管 其次 , 把做好 的漏斗嘴 紧紧地 插进 洗衣 机排 水管 的 另一端 口 然后 打开气泵 开关 , 让气 流从特 制 的漏 斗 喷图」 刁梁绍荣 , 刘 昌年 , 盛正华 普通 物理 学 力 学高 等教 育 出版 社 , 一〕 北京 ,李凡 生一一 气 顶 多球〕 物理 教学 ,毋 易一
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