2024年4月2日发(作者：中考助飞数学试卷)

《悬浮的小球》科技小制作试验报告

一、试验方法

1、制作悬浮的小球

1）、取出试验器材，清点材料：木板1块，大木条1根，木片2片、电机、

硬扇叶、大木块、电池盒、鳄鱼夹、纸筒、泡沫球各1个，印刷卡纸1张，长

扎带1根，短扎带2根。

2）、将两木片粘在木板两侧的下侧，再将大木条粘在底板的任一端。（图1）

3）、将电机轴插入扇叶的孔中，再将电机与大木块用两根较短的扎带进行

捆绑（电机的接线孔朝向外侧），用自备的剪刀将多余的扎带剪掉。（图2）

4）、将连接电机的大木块粘在底板上且尽量靠近大木条，但要保证扇叶转

动时不触动大木条（图3）

5）、在纸通的两端各粘一圈双面胶，再将专用卡纸小心粘在纸筒上。（图4）

6）、将电池盒的正极导线连接鳄鱼夹，并将鳄鱼夹夹住电机的任一接线孔，

装入电池盒，用电池盒的负极导线触碰电机的另一接线孔。如果扇叶向上方吹

风，则将电池盒的负极导线连接电机的该接线孔；反之，如果向下方吹风，则

负极导线需连接电机的另一接线孔，最后将电池盒粘在底板的另一端。（图5）

7）、接通电路，一只手拿着纸筒将其置于扇叶上方且紧贴大木条，另一只

手小心将泡沫球放于纸筒上方的出风口处，上下移动纸筒，待泡沫球能较稳定

地悬浮于空中的时候，用笔记下纸筒的下端位于大木条上的位置（大概在2厘

米的地方最为合适），最后用长扎带较牢固地将纸筒捆绑在大木条上，也可以在

与大木条相接触的纸筒上先粘点海绵胶再捆绑。（图6）

二、操作方法与原理介绍

1、操作方法：电路连接后，电机带动扇叶的转动朝上方的纸筒内吹出较大

风，再将泡沫球置于纸筒上方时，令人惊奇的一幕发生了：泡沫球既没有落下

去也没有被吹跑，而是很听话地悬浮于纸筒上方且不断的打着转儿。

2、原理介绍：泡沫球处于悬浮状态时，受到了两组力量的影响。一方面，

从上下方向上分析：泡沫球受到了风对它向上的推力和自身向下的重力。如果

风的力量过大，会将泡沫球吹跑；反之，风的力量过小，泡沫球则会掉下来。

因此，调整纸筒和扇叶的高度至关重要。另一方面，从四周方向上分析:泡沫球

1

还受到了伯努利的影响，从纸筒下方吹来的风要从泡沫球的边缘流过，这时其

边缘空气的流速就会增大，根据伯努利定律得知：空气的流速大时，其压力小。

此时，整个房间内的空气压力会大于泡沫球边缘的压力，而且其边缘的压力是

均衡的且相等的，因此，泡沫球就能稳稳地被“俘获”在纸筒上方而不会跑掉

了。

三、知识拓展

1、丹尼尔·伯努利

丹尼尔·伯努利（1700-1782），瑞士物理学家、数学家、医学家。1700年

2月8日出生于荷兰格罗宁根，是著名的伯努利家族中最杰出的意味。他是数学

家J·伯努利的次子，和他父辈一样，违背家长要他经商的愿望，坚持学医，他

曾在海得尔贝格、斯脱思堡和巴塞尔等大学学习哲学、论理学、医学。1721年

取得医学硕士学位，在25岁时应聘为圣彼得堡科学院的数学院士。

1734年，丹尼尔荣获巴黎科学院奖金，以后又10次获得该奖金。能与丹尼

尔媲美的只有大数学家欧拉。丹尼尔和欧拉保持了近40年的学术通信，在科学

史上留下了一段佳话。

丹尼尔于1747年当选为柏林科学院院士，1748年当选巴黎科学院院士，1750

年当选英国皇家学会会员，他一生获得过多项荣誉称号。1782年3月17日，伯

努利在瑞士巴塞尔逝世，终年82岁。

在科学史上，父子科学家、兄弟科学家并不鲜见，然而，在一个家族跨世

纪的几代人中，众多父子兄弟都是科学家的却较为罕见，其中，伯努利家族最

为突出：伯努利家族3代人中产生了8位科学家，出类拔萃的至少有3位，堪

称科学世家的典范。

2、伯努利原理在飞机上的应用

飞机机翼的上表面是流畅的曲面，下表面则是平面。这样，机翼上表面的气

流就大于下表面额气流速度，所以机翼下方气流产生的压力就大于上方气流的

压力，这样飞机就被这巨大的压力差“拖住了”。大家有机会乘坐飞机时，选个

靠机翼的座位，观看飞机在起飞时都要讲机翼的可伸缩部分全部展开，以获得

更多的机翼上下表面的压力差，使飞机能在较低的起飞速度下产生足够的升力。

制作人：朱子杰

2020年1月2日

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