中国科技馆《北京市中学开放性科学实践活动项目指南》力学实验宝典中国科技馆+《北京市中学开放性科学实践活动项目指南》力学实验宝典整体目录两侧为科技馆实验模型，右侧为《北京市中学开放性科学实践活动项目指南》实验内容中国科技馆+《北京市中学开放性科学实践活动项目指南》力学实验宝典流动的空气中国科技馆+《北京市中学开放性科学实践活动项目指南》力学实验宝典二、原理梳理1、“流动的空气”能够形成力的作用有三类情况：A.空气团正面作用于物体，对物体形成类似于压力的疗效。例子有顺风前行的帆船、台风吹倒房屋。B.物体将空气喷吐，利用空气对物体的反作用力形成动力。例子有鹈鹕、喷气式飞机。C.利用伯努利原理“流速大的地方浮力小”，使得物体一侧形成气压差，因此形成动力。例子有客机的喷管、汽车的扰流板和动物飞行。两类原理较简单，此处主要解释C伯努利原理。2、飞机襟翼的原理如图所示。经过空气团时，同等时间内上方经过更长距离，因此上方流速大，压强小；下方流速小，压强大，故形成了向下的承托客机的力。中国科技馆+《北京市中学开放性科学实践活动项目指南》力学实验宝典三、例题和应用解释1．如图，以下四个关于“气体压强与流速的关系”的现象中，压强P1、P2大小关系正确的P1＞P22．如图所示是一种水翼船，船体下安装了水翼．当船在高速航行时，水面下的水翼会使船身整体抬升离开海面，从而减少水对船的阻力．则水翼安装正确的是（A．运动时对地面的压力大于静止时B．运动时对地面的压力等于静止时C．运动时与地面的摩擦力大于静止时D．运动时与地面的摩擦力小于静止时4．阅读下述材料，然后回答问题．物理学中把具有流动性的液体和二氧化碳也称为流体．当流体处于流动状态时，其内部各处的浮力有哪些规律呢？小明朋友将如图甲所示的玻璃管装置按到水流稳定的自来水管上，当水在玻璃管中流动时，可见到两个竖直管中液面的高度并不相同．从图中可以看出在A、B同，因而A处流速小，B处流速大，可见流体的浮力与流速之间有着一定的关系．接着，小明又自制了一个客机喷管模型（如图），将其固定在托盘测力计上，在进气道模型的正前方用风扇迎头吹风，来模拟客机飞行时的气流，比较翼型上下方气流浮力的大小，进一步验证了里面的关系．（1）由图甲所示的实验，可以得出流体的浮力与流速之间有哪些关系？答：（2）在图乙所示的实验中，电扇转动后，托盘测力计的示数发生了哪些变化？答：（3）下列四种情形中，哪几种情形能否运上述的实验规律进行解释A．乒乓球运动员拉出的弧圈球能飞速旋转而下沉B．将氢汽球放手后，它会漂向空中C．直升飞机才能停在空中一定高度处D．船舶航行时应避免两艘紧靠的船并排前进．参考答案1．A；2．D；3．AD；4．流速越大的位置浮力越小；托盘测力计的示数会降低；流动的空气一、观察推测探究中国科技馆+《北京市中学开放性科学实践活动项目指南》力学实验宝典二、原理梳理1、水火箭才能往前飞行，依据的是斥力与反作用力定律，即牛顿第三定律：相互作用的两个物体间的斥力与反作用力总是大小相等，方向看法，作用在同一条直线上。
2、一开始通过打气筒给水尼克斯加压，由于水湖人里的水密度比空气大，水在下方，于是挡住了蝶阀。3、加压到一定时侯，火箭喷射时，发射台的开关顶开蝶阀，由于内部气压比大气压大许多，内部的二氧化碳会连同水一起向外喷射。4、在这过程中雄鹿的顶部内壁给空气向上的斥力，与此同时空气给内壁向下的斥力。于是马刺才能向下飞行。5、做这个实验时，请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，会被水喷射到。三、例题和应用解释1．水湖人模拟灰熊发射原理，如图所示．水灰熊发射高度与什么诱因有关呢？某科技兴趣小组提出如下假定并进行实验．假设：与打气筒的机型有关；与瓶内水的多少有关；与瓶的体积有关．中国科技馆+《北京市中学开放性科学实践活动项目指南》力学实验宝典实验器材如下表所示．雪碧瓶（容积）打气筒（型号）小号大号小号（1）该小组设计了如下甲．乙两种方案验证假定，你觉得较合理的方案是甲方案选用雪碧瓶B，加0.5升水，其他条件基本相同，分别用打气筒D．E．F发射，比较三次瓶上升的高度．乙方案选用雪碧瓶A．B．C，各倒入1/3体积的水，其他条件基本相同，分别用打气筒D．E．F发射，比较三个瓶上升的高度．（2）除了上述实验研究的三个诱因，你觉得影响水火箭发射高度的诱因还有什么？请你举出一个：2、水灰熊的壳体质量大小，橡皮球阀的孔径大小中国科技馆+《北京市中学开放性科学实践活动项目指南》力学实验宝典10惊险的平衡一、观察探究实验中国科技馆+《北京市中学开放性科学实践活动项目指南》力学实验宝典11二、原理梳理1、平衡鸟才能稳定、高空踏车才能在空中平衡、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、由二力平衡的知识可知，支持力与重力应当大小相等、方向相反、共线且作用于同一个物体。3、重力与支持力应该共线，即重心和支持力的作用点必须在一条竖直线上，如平衡鸟的重心在鸟嘴上，高空踏车的重心在车下方，不倒翁的重心在“肚子”下方。4、在重力作用下物体重心会向上运动，因此重心越低的物体稳度越大，越不容易倾倒。中国科技馆+《北京市中学开放性科学实践活动项目指南》力学实验宝典12搭建简单机械一、观察实验探究中国科技馆+《北京市中学开放性科学实践活动项目指南》力学实验宝典13中国科技馆+《北京市中学开放性科学实践活动项目指南》力学实验宝典14二、原理梳理（1）初中阶段我们学习两种简单机械：杠杆和滑轮，手册里出现了新机械：轮轴。（2）杠杆平衡条件：F1L1=F2L2，动力与动力臂乘积等于阻力与阻力臂乘积。（3）使用机械常常是为了达到省力或则省距离的疗效，但使用机械不可以同时省力又省距离，即使用任何机械都不能省功。（4）轮轴是由转轮和转轴组成的机械，轮和轴绕同一轴线转动。典型应用是阿基米德螺旋（5）阿基米德螺旋泵内部是螺旋状转轴，转轴与筒壁之间是封闭的，能够存储一段水。当人在螺旋泵上方转动转轴时，螺旋泵内部的水会从低处被送到高处。
中国科技馆+《北京市中学开放性科学实践活动项目指南》力学实验宝典15三、例题及应用解释1．活塞式抽水机是借助大气压把水从低处抽到高处．抽水时，活塞在力的作用下向下运动，阀门B关掉，井内的水在大气压的作用下冲开球阀A步入圆筒；压下活塞，阀门A关掉、打开，水涌到活塞里面．画出图中最省力时动力F的示意图．2．阅读下边材料：你肯定见过，风扇通电后的怠速是由慢渐渐变快的．那么你猜在这个过程中，通过电扇内电动机的电压会不会变化呢？如果转动中的吊扇由于遭到阻挠而停止中国科技馆的物理实验，通过吊扇内电动机的电压又会怎样变化？会带来哪些后果呢？让我们做一个简单的实验吧．如图，把一个玩具电动机、一个小灯泡和电瓶串联上去．接通电路后，电动机便开始由慢到快转动上去．这时我们会发觉，刚通电时，电动机怠速还较慢，灯泡最亮．而随着电动机怠速变快，灯泡则逐步变暗了．并且当电动机转得最快时，灯泡也最暗．怎么样，你一定感觉很新奇有趣吧？那么如今让我们一起来动动脑筋，请你按照上述现象剖析回答下述问题： （1）在图示的电路中，如果用右手捏住玩具电动机的转轴使其转动变慢最后完全停下来中国科技馆的物理实验， 灯泡的色温将 ，通过电动机的电压将 （3）家用电吊扇的主要部份就是电动机．如果转动中的电风扇遭到外物制约，（如有校服被吸到扇页上）而难以转动，可能会造成起火的发生．请你简略剖析其中的缘由． 3．能源是人类生存和社会繁荣的重要物质基础之一，为了保护环境并实现经济的持续下降， 开发和借助新能源是人类必然的选择． （1）我市徐闻县邻近琼州海峡，风力资源极为丰富，随着广东粤能（集团）有限公司风力 发电项目的建设，徐闻将成为广东省最大的风力发电基地．该电厂规划前期年发电量约为 410 kw．h，这相当于完全燃烧kg 煤所放出的能量（煤的热值为3．O10 J/kg）．（2）风力发电时，它是将生物质能转化为电能，该能源属于 （填“可”或“不可”）再生能 源；与火力发电相比，风力发电的优点是 中国科技馆+《北京市中学开放性科学实践活动项目指南》力学实验宝典16 （3）某研究小组为了探究风力发电的影响诱因，设计了一种测定风力的装置，其原理如图 所示．金属迎风板与用绝缘材料制成的轻弹簧的一端N相接，一起套在内阻均匀的光滑金 属杆上．电路中上端导线与金属杆的M端相连，右端导线接在迎风板的N 点上，并可随迎 风板在金属杆上滑动，导线与金属杆接触良好，电源两端电流不变．现给你一只电压表，请 把它接入此装置的电路上，使电压表的示数随风力的减小而减小．则此电压表应并联在图中 什么位置 2．变亮；变大； 机械； 3．4.810 能源取之不尽，清洁、无污染；并联在R 两端；中国科技馆+《北京市中学开放性科学实践活动项目指南》力学实验宝典 17 空气的借助一、观察推测探究 中国科技馆+《北京市中学开放性科学实践活动项目指南》力学实验宝典 18 二、原理梳理 （1）我们可以通过压缩二氧化碳来减小二氧化碳的内能，从而将二氧化碳的内能转化为其他方式的能量。
如将压缩二氧化碳快速释放，可以制成射钉枪；将压缩二氧化碳内能传递给其他物体，可以拿来获取 热量； （2）在这个实验中，左侧杯子上有一个可以控制开关的球阀，阀门开启则内部与汽球相连 通，阀门关掉则杯子内部二氧化碳与汽球不相连通。左右两边的杯子起初是促使杠杆平衡的。往 左侧杯子里充气后，接下来它们会发生两次变化： 第一次变化：充气后关掉球阀，即此时汽球一直是瘪着的，观察到杠杆向两侧倾斜，是因为 空气具有重力，充气后减小了两侧的重力； 第二次变化：打开球阀，让杯子里的二氧化碳流向汽球，使汽球胀大，此时能发觉，杠杆反向转 动了，向两侧倾斜。 原因是右侧杯子的重力其实是不变的，但汽球胀大后减小了排开空气的容积，因此遭到更大 中国科技馆+《北京市中学开放性科学实践活动项目指南》力学实验宝典 19 的压强。 （3）气体才能对物体形成力的作用，而这些作用相对于固体来说，是较为平缓的，且还能 将力分散到整个接触面上，增大受力面积来减少浮力。 利用空气形成力的作用较为平缓、受力面积较大这两个特性，我们可以制做安全气囊、逃生 气垫等物体，作为紧急情况时的缓冲器材。 中国科技馆+《北京市中学开放性科学实践活动项目指南》力学实验宝典 20 三、例题及应用解释 1．公路边有一农舍，它的水塔正在着火，插有旗帜的a、b 两辆车在农舍旁的道路上，观察 图中烟和旗的情况，判断以下关于a、b 两车相对于房屋的运动情况的说法中，正确的是（ A．a、b两车一定向左运动 B．a、b 两车一定往右运动 C．a 车可能运动，b 车往右运动 D．a 车可能静止，b 车一定向左运动 2．我们在得到科学知识的时侯，需要实验证据来支持．下列教材中的四个实验，不能支持 得到的推论的是（ A．证明声音是由物体震动形成的B．证明燃烧须要可燃物 C．证明流速越大，流体浮力越小 D．证明呼吸作用形成气体 3．如图，甲乙两物体同时同向出发做匀速直线运动，下列判定正确的是（ A．甲物体30秒后运动的路程是90m B．乙物体的速率是3 C．乙物体运动20m的路程须要10s D．经过5 秒后两物体相距20m． 中国科技馆+《北京市中学开放性科学实践活动项目指南》力学实验宝典 21 参考答案 1．公路边有一农舍，它的水塔正在着火，插有旗帜的a、b 两辆车在农舍旁的道路上，观察