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使硬币“跳起”的原因是气流产生的压强差吗?

2009-08-07张洪刚

物理教学探讨 2009年6期
关键词:塑料片吹气冲击力

张洪刚

九年级初中物理(人教版)第十四章第四节《流体压强与浮力的关系》在解释是什么使硬币“跳起”时,明确地指出:由于吹气时,硬币上下表面的气体流速不一样,从而导致硬币上下的压强不一样,正是这个压强差把硬币“托”起的,因此得出了“流速大的地方,压强小”的结论。

对于该问题的解释,我认为不正确。实验中使钱币“跳起”的不是气流在钱币上下产生的压强差,而是气流的冲击力。

为了说明这个问题,我们一起来做个实验。如图1所示,在桌子上放一枚一角的硬币,在硬币的前面吹气的地方垫上比硬币薄一些的硬纸片。每改变一次纸片的厚度吹一次,随着纸片的增厚,你会发现吹起硬币一次比一次困难,直到纸片和硬币的厚度一样时,基本上吹不动硬币了,也就是说硬币越厚就越容易吹起。怎样解释这种现象呢?原来,当我们吹气时总有一部分气流略斜对着桌面,这部分气流经桌面的反射后正好冲击硬币的上边缘,如图2所示,于是就给硬币一个斜向上的力,这个力把硬币上边缘掀起,使气流进入到硬币的下方,从而轻而易举把整个硬币给吹起来,而且硬币越厚这种现象越明显。为了说明这个问题,我们再来做几个实验:(1)把同样的一枚硬币磨去上边缘后放到桌面,再用力吹气,你会发现很难再使它“跳起”。(2)找几个和硬币等大但比硬币轻且薄的塑料片,用相同的方式将它们吹起:你会发现吹起轻的塑料片比吹起重的硬币更困难;(3)找一根较粗的铁丝弯成比硬币直径略窄点的“U”形,并把它平放到桌面上,把硬币平放到它的上面,这时你会发现不管对着硬币怎样吹气,都很难使硬币“跳起”;(4)找一架托盘天平,在左盘中放入一摞硬币,调平后,用力吹硬币的上表面,测量一下气流在硬币上下表面所产生的压力差的大小。你会发现这个压力差相对来说是很小的,只有它的作用是不可能使一枚硬币“跳起”的。

综上可知,“托起”硬币的力,主要是气流冲击硬币时产生的冲击力,或者说是气流的冲击力使硬币“跳起”的。

(栏目编辑罗琬华)

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