Page 95 - 这样学高中物理更有益——力学部分
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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
1
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。
2
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 )
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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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