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第三章 牛顿定律




              之间就会出现压力的差值 ΔF。当上下表面压力差大于硬币重力时,硬币受到的
              合力就大于零,从而产生相应的竖直方向的加速度。跳起后,受到水平方向的风力,
              产生水平方向的加速度,则跳到了塑料杯中。

                  如何得到速率的大小呢?
                                                              1
                                                                 2
                  按照伯努利方程可知,硬币上下表面的压强差 p =∆                      v ρ ,式中ρ为空气的密度,
                                                              2
              约为 1.29kg/m,v 为吹气的速度。根据牛顿第二定律,要使硬币跳起,就要保证硬币
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              上下表面的压力差大于重力, ρ             v 2 S >mg,式中S为硬币的表面积、 m为硬币的质量。
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                                2 mg
              由上式可解得: v>            。通过计算可知在硬币表面上吹气,只要有向上运动的趋势,
                                  S ρ
              可粗略的认为重力和硬币上下表面压力差相等,我们就可以测得此时人吹气的速度。
                                                              2
              下面为测量的一组参考数据:(重力加速度约为 9.8m/s )

                                                                  -4
                                                                    2
                 硬币种类        质量(g)         直径(cm)          面积(10 m )         测的速度 v
                   1 分         0.66           1.80             2.54             6.3
                   2 分         1.05           2.10             3.46             6.8
                   5 分         1.60           2.40             4.52             7.3
                   1 角         2.18           2.25             3.98             9.1
                   5 角         3.80           2.04             3.27            13.3
                   1 元         6.06           2.50             4.91            13.7
                  6. 会跳远的乒乓球

                  材料:高脚杯 2 个、乒乓球 1 个。
                  操作:把两个高脚杯并排放置;将乒乓球放在第一个杯子中。从不同角度吹
              气,看看乒乓球有什么状况:对着球的侧面吹气;对着球的上方吹气。如果向球

              的侧面吹气,乒乓球不容易跳到第二个杯子里去(或跳出来);
              如果向球的上方吹气,上方压力变小,乒乓球会浮起来,继续吹,
              就跳入第二个杯子去了。

                  说明:从正面上方吹乒乓球,空气直接撞到杯底,杯底对
              空气的反作用力使空气返回,乒乓球受到大量返回气体的撞击
              以及乒乓球圆形上下表面的压强差,就会跳出高脚杯。接着水

              平方向吹乒乓球,乒乓球就会落在第二个杯子里。
                  创新:换个新方法也能让乒乓球跳到下一个杯子里。


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