中國科技館《北京市中學開放性科學實踐活動項目指南》力學實驗寶典中國科技館+《北京市中學開放性科學實踐活動項目指南》力學實驗寶典整體目錄兩側為科技館實驗模型，右側為《北京市中學開放性科學實踐活動項目指南》實驗內容中國科技館+《北京市中學開放性科學實踐活動項目指南》力學實驗寶典流動的空氣中國科技館+《北京市中學開放性科學實踐活動項目指南》力學實驗寶典二、原理梳理1、“流動的空氣”能夠形成力的作用有三類情況：A.空氣團正面作用于物體，對物體形成類似于壓力的療效。例子有順風前行的帆船、臺風吹倒房屋。B.物體將空氣噴吐，利用空氣對物體的反作用力形成動力。例子有鵜鶘、噴氣式飛機。C.利用伯努利原理“流速大的地方浮力小”，使得物體一側形成氣壓差，因此形成動力。例子有客機的噴管、汽車的擾流板和動物飛行。兩類原理較簡單，此處主要解釋C伯努利原理。2、飛機襟翼的原理如圖所示。經過空氣團時，同等時間內上方經過更長距離，因此上方流速大，壓強小；下方流速小，壓強大，故形成了向下的承托客機的力。中國科技館+《北京市中學開放性科學實踐活動項目指南》力學實驗寶典三、例題和應用解釋1．如圖，以下四個關于“氣體壓強與流速的關系”的現象中，壓強P1、P2大小關系正確的P1＞P22．如圖所示是一種水翼船，船體下安裝了水翼．當船在高速航行時，水面下的水翼會使船身整體抬升離開海面，從而減少水對船的阻力．則水翼安裝正確的是（A．運動時對地面的壓力大于靜止時B．運動時對地面的壓力等于靜止時C．運動時與地面的摩擦力大于靜止時D．運動時與地面的摩擦力小于靜止時4．閱讀下述材料，然后回答問題．物理學中把具有流動性的液體和二氧化碳也稱為流體．當流體處于流動狀態時，其內部各處的浮力有哪些規律呢？小明朋友將如圖甲所示的玻璃管裝置按到水流穩定的自來水管上，當水在玻璃管中流動時，可見到兩個豎直管中液面的高度并不相同．從圖中可以看出在A、B同，因而A處流速小，B處流速大，可見流體的浮力與流速之間有著一定的關系．接著，小明又自制了一個客機噴管模型（如圖），將其固定在托盤測力計上，在進氣道模型的正前方用風扇迎頭吹風，來模擬客機飛行時的氣流，比較翼型上下方氣流浮力的大小，進一步驗證了里面的關系．（1）由圖甲所示的實驗，可以得出流體的浮力與流速之間有哪些關系？答：（2）在圖乙所示的實驗中，電扇轉動后，托盤測力計的示數發生了哪些變化？答：（3）下列四種情形中，哪幾種情形能否運上述的實驗規律進行解釋A．乒乓球運動員拉出的弧圈球能飛速旋轉而下沉B．將氫汽球放手后，它會漂向空中C．直升飛機才能停在空中一定高度處D．船舶航行時應避免兩艘緊靠的船并排前進．參考答案1．A；2．D；3．AD；4．流速越大的位置浮力越小；托盤測力計的示數會降低；流動的空氣一、觀察推測探究中國科技館+《北京市中學開放性科學實踐活動項目指南》力學實驗寶典二、原理梳理1、水火箭才能往前飛行，依據的是斥力與反作用力定律，即牛頓第三定律：相互作用的兩個物體間的斥力與反作用力總是大小相等，方向看法，作用在同一條直線上。
2、一開始通過打氣筒給水尼克斯加壓，由于水湖人里的水密度比空氣大，水在下方，于是擋住了蝶閥。3、加壓到一定時侯，火箭噴射時，發射臺的開關頂開蝶閥，由于內部氣壓比大氣壓大許多，內部的二氧化碳會連同水一起向外噴射。4、在這過程中雄鹿的頂部內壁給空氣向上的斥力，與此同時空氣給內壁向下的斥力。于是馬刺才能向下飛行。5、做這個實驗時，請不要站在湖人的正前方，避免被湖人砸中；也不要站在湖人正后方，會被水噴射到。三、例題和應用解釋1．水湖人模擬灰熊發射原理，如圖所示．水灰熊發射高度與什么誘因有關呢？某科技興趣小組提出如下假定并進行實驗．假設：與打氣筒的機型有關；與瓶內水的多少有關；與瓶的體積有關．中國科技館+《北京市中學開放性科學實踐活動項目指南》力學實驗寶典實驗器材如下表所示．雪碧瓶（容積）打氣筒（型號）小號大號小號（1）該小組設計了如下甲．乙兩種方案驗證假定，你覺得較合理的方案是甲方案選用雪碧瓶B，加0.5升水，其他條件基本相同，分別用打氣筒D．E．F發射，比較三次瓶上升的高度．乙方案選用雪碧瓶A．B．C，各倒入1/3體積的水，其他條件基本相同，分別用打氣筒D．E．F發射，比較三個瓶上升的高度．（2）除了上述實驗研究的三個誘因，你覺得影響水火箭發射高度的誘因還有什么？請你舉出一個：2、水灰熊的殼體質量大小，橡皮球閥的孔徑大小中國科技館+《北京市中學開放性科學實踐活動項目指南》力學實驗寶典10驚險的平衡一、觀察探究實驗中國科技館+《北京市中學開放性科學實踐活動項目指南》力學實驗寶典11二、原理梳理1、平衡鳥才能穩定、高空踏車才能在空中平衡、不倒翁才能不倒，都是遭到平衡力的作用，重力等于支持力。
2、由二力平衡的知識可知，支持力與重力應當大小相等、方向相反、共線且作用于同一個物體。3、重力與支持力應該共線，即重心和支持力的作用點必須在一條豎直線上，如平衡鳥的重心在鳥嘴上，高空踏車的重心在車下方，不倒翁的重心在“肚子”下方。4、在重力作用下物體重心會向上運動，因此重心越低的物體穩度越大，越不容易傾倒。中國科技館+《北京市中學開放性科學實踐活動項目指南》力學實驗寶典12搭建簡單機械一、觀察實驗探究中國科技館+《北京市中學開放性科學實踐活動項目指南》力學實驗寶典13中國科技館+《北京市中學開放性科學實踐活動項目指南》力學實驗寶典14二、原理梳理（1）初中階段我們學習兩種簡單機械：杠桿和滑輪，手冊里出現了新機械：輪軸。（2）杠桿平衡條件：F1L1=F2L2，動力與動力臂乘積等于阻力與阻力臂乘積。（3）使用機械常常是為了達到省力或則省距離的療效，但使用機械不可以同時省力又省距離，即使用任何機械都不能省功。（4）輪軸是由轉輪和轉軸組成的機械，輪和軸繞同一軸線轉動。典型應用是阿基米德螺旋（5）阿基米德螺旋泵內部是螺旋狀轉軸，轉軸與筒壁之間是封閉的，能夠存儲一段水。當人在螺旋泵上方轉動轉軸時，螺旋泵內部的水會從低處被送到高處。
中國科技館+《北京市中學開放性科學實踐活動項目指南》力學實驗寶典15三、例題及應用解釋1．活塞式抽水機是借助大氣壓把水從低處抽到高處．抽水時，活塞在力的作用下向下運動，閥門B關掉，井內的水在大氣壓的作用下沖開球閥A步入圓筒；壓下活塞，閥門A關掉、打開，水涌到活塞里面．畫出圖中最省力時動力F的示意圖．2．閱讀下邊材料：你肯定見過，風扇通電后的怠速是由慢漸漸變快的．那么你猜在這個過程中，通過電扇內電動機的電壓會不會變化呢？如果轉動中的吊扇由于遭到阻撓而停止中國科技館的物理實驗，通過吊扇內電動機的電壓又會怎樣變化？會帶來哪些后果呢？讓我們做一個簡單的實驗吧．如圖，把一個玩具電動機、一個小燈泡和電瓶串聯上去．接通電路后，電動機便開始由慢到快轉動上去．這時我們會發覺，剛通電時，電動機怠速還較慢，燈泡最亮．而隨著電動機怠速變快，燈泡則逐步變暗了．并且當電動機轉得最快時，燈泡也最暗．怎么樣，你一定感覺很新奇有趣吧？那么如今讓我們一起來動動腦筋，請你按照上述現象剖析回答下述問題： （1）在圖示的電路中，如果用右手捏住玩具電動機的轉軸使其轉動變慢最后完全停下來中國科技館的物理實驗， 燈泡的色溫將 ，通過電動機的電壓將 （3）家用電吊扇的主要部份就是電動機．如果轉動中的電風扇遭到外物制約，（如有校服被吸到扇頁上）而難以轉動，可能會造成起火的發生．請你簡略剖析其中的緣由． 3．能源是人類生存和社會繁榮的重要物質基礎之一，為了保護環境并實現經濟的持續下降， 開發和借助新能源是人類必然的選擇． （1）我市徐聞縣鄰近瓊州海峽，風力資源極為豐富，隨著廣東粵能（集團）有限公司風力 發電項目的建設，徐聞將成為廣東省最大的風力發電基地．該電廠規劃前期年發電量約為 410 kw．h，這相當于完全燃燒kg 煤所放出的能量（煤的熱值為3．O10 J/kg）．（2）風力發電時，它是將生物質能轉化為電能，該能源屬于 （填“可”或“不可”）再生能 源；與火力發電相比，風力發電的優點是 中國科技館+《北京市中學開放性科學實踐活動項目指南》力學實驗寶典16 （3）某研究小組為了探究風力發電的影響誘因，設計了一種測定風力的裝置，其原理如圖 所示．金屬迎風板與用絕緣材料制成的輕彈簧的一端N相接，一起套在內阻均勻的光滑金 屬桿上．電路中上端導線與金屬桿的M端相連，右端導線接在迎風板的N 點上，并可隨迎 風板在金屬桿上滑動，導線與金屬桿接觸良好，電源兩端電流不變．現給你一只電壓表，請 把它接入此裝置的電路上，使電壓表的示數隨風力的減小而減小．則此電壓表應并聯在圖中 什么位置 2．變亮；變大； 機械； 3．4.810 能源取之不盡，清潔、無污染；并聯在R 兩端；中國科技館+《北京市中學開放性科學實踐活動項目指南》力學實驗寶典 17 空氣的借助一、觀察推測探究 中國科技館+《北京市中學開放性科學實踐活動項目指南》力學實驗寶典 18 二、原理梳理 （1）我們可以通過壓縮二氧化碳來減小二氧化碳的內能，從而將二氧化碳的內能轉化為其他方式的能量。
如將壓縮二氧化碳快速釋放，可以制成射釘槍；將壓縮二氧化碳內能傳遞給其他物體，可以拿來獲取 熱量； （2）在這個實驗中，左側杯子上有一個可以控制開關的球閥，閥門開啟則內部與汽球相連 通，閥門關掉則杯子內部二氧化碳與汽球不相連通。左右兩邊的杯子起初是促使杠桿平衡的。往 左側杯子里充氣后，接下來它們會發生兩次變化： 第一次變化：充氣后關掉球閥，即此時汽球一直是癟著的，觀察到杠桿向兩側傾斜，是因為 空氣具有重力，充氣后減小了兩側的重力； 第二次變化：打開球閥，讓杯子里的二氧化碳流向汽球，使汽球脹大，此時能發覺，杠桿反向轉 動了，向兩側傾斜。 原因是右側杯子的重力其實是不變的，但汽球脹大后減小了排開空氣的容積，因此遭到更大 中國科技館+《北京市中學開放性科學實踐活動項目指南》力學實驗寶典 19 的壓強。 （3）氣體才能對物體形成力的作用，而這些作用相對于固體來說，是較為平緩的，且還能 將力分散到整個接觸面上，增大受力面積來減少浮力。 利用空氣形成力的作用較為平緩、受力面積較大這兩個特性，我們可以制做安全氣囊、逃生 氣墊等物體，作為緊急情況時的緩沖器材。 中國科技館+《北京市中學開放性科學實踐活動項目指南》力學實驗寶典 20 三、例題及應用解釋 1．公路邊有一農舍，它的水塔正在著火，插有旗幟的a、b 兩輛車在農舍旁的道路上，觀察 圖中煙和旗的情況，判斷以下關于a、b 兩車相對于房屋的運動情況的說法中，正確的是（ A．a、b兩車一定向左運動 B．a、b 兩車一定往右運動 C．a 車可能運動，b 車往右運動 D．a 車可能靜止，b 車一定向左運動 2．我們在得到科學知識的時侯，需要實驗證據來支持．下列教材中的四個實驗，不能支持 得到的推論的是（ A．證明聲音是由物體震動形成的B．證明燃燒須要可燃物 C．證明流速越大，流體浮力越小 D．證明呼吸作用形成氣體 3．如圖，甲乙兩物體同時同向出發做勻速直線運動，下列判定正確的是（ A．甲物體30秒后運動的路程是90m B．乙物體的速率是3 C．乙物體運動20m的路程須要10s D．經過5 秒后兩物體相距20m． 中國科技館+《北京市中學開放性科學實踐活動項目指南》力學實驗寶典 21 參考答案 1．公路邊有一農舍，它的水塔正在著火，插有旗幟的a、b 兩輛車在農舍旁的道路上，觀察