趣味实验：流体压强与流速的关系

河北省宁晋县实验中学 牛玲玲 雷秋芬 闫香荣

同学们小时候都玩过小风车吧？在有风的天气，我们迎着风举着小风车，它就会呼呼地转动起来；没风的时候，我们拿着小风车跑起来，照样能让它转动，这是应用了运动的相对性。但是，如果在无风且不能跑动的情况下，你还能让小风车转动起来吗？有两位同学做了一个趣味小实验，成功地解决了这个问题。

制作材料：500 mL 注射器一个，直径约为5 cm 的小风车一个，塑料下水管两根，橡皮膜一片（面积大于注射器横截面）。

制作方法：1.用切割工具将500 mL 注射器有针头的一侧切除，并撤出活塞，使针筒呈两头开口状。

2.如图1，用双面胶把小风车固定在针筒内部，使小风车的迎风面离管口3 cm 左右（这个距离方便固定且效果好）。

3.在橡皮膜上开两个直径1 cm 的小孔，并使两个小孔间距2 cm 左右，然后用橡皮膜封住针筒一侧的开口（注意：应封住小风车非迎风面的一侧）。

4.如图2，把两根塑料下水管分别插入两个小孔中，插入长度约3 cm。

使用方法：需两位同学合作完成，把针筒拿起，两位同学一人拿一根塑料管，在空中画圈即可。

图1

图2

实验现象：当两位同学拿起两根塑料管在空中画圈时，针筒中的小风车就会转动起来，两根管画圈的速度越快，风车转速越快。

实验原理：根据伯努利原理，流体压强与流速有关，流速越大的地方压强越小。当塑料管在空中画圈时，管口空气流速快，压强小，而针筒另一侧为正常气压。由于两侧存在压强差，空气就会从针筒开口一侧向塑料管口处流动，从而使针筒内的小风车转动起来。塑料管画圈的速度越快，管口处气压越小，两侧压强差越大，小风车转速越快。