Question

新建的廣場噴泉引起了同學們的好奇：噴水時，“泉水”中央有一顆碩大的石球不停地翻滾．這是怎么回事？同學們有種種猜測．小玲聯想所學知識，意識到這個問題可能跟“流體壓強與流速的關系”等方面的知識有關，她與同學們反復討論，設計了一個模擬實驗并獲得了成功，如圖（a）為實驗情景．
實驗器材：圓珠筆桿、乒乓球、軟管、自來水等．
實驗步驟：
1．取圓珠筆桿作為噴管，通過軟管接于自來水龍頭上；打開龍頭，自來水從筆桿尖端豎直向上噴出水束．
2．將乒乓球放到水束上方，觀察乒乓球的情況．
觀察結果：多次實驗表明，乒乓球能穩定在水束上方旋轉．
分析討論：
（1）球能穩定在水束上方某一位置，是因為它在豎直方向受到______作用的緣故；球在水束上方旋轉，是由于水對球左右兩側向上的推力不相等所造成的，從圖（b）中球的旋轉情況看，此時水束對球左側向上的推力______右側（選填“大于”或“小于”）；根據你的思考，在多次實驗中，每次乒乓球旋轉的方向______（選填“一定相同”、“一定不同”或“不一定相同”）．
（2）如圖（b），水束略偏左，球為什么沒有向右遠離而下落呢？這是因為，左側水的流速______右側水的流速，導致左側水的壓強______右側水的壓強（選填“大于”、“等于”或“小于”）使球在水平方向能維持平衡．

Answer 1

解：（1）①乒乓球在水束上方穩定，說明豎直方向上的重力和支持力是一對平衡力，在平衡力的作用下乒乓球處于靜止狀態；
②從圖可以看出，乒乓球向右側偏，是因為水束對球左側的推力大于右側的推力；
③每次小球左右兩側受到水的推力大小都不相同，乒乓球旋轉的方向不一定相同；
（2）水平方向上，乒乓球受到水束推力和乒乓球自身旋轉空氣產生的推力兩個力的作用；乒乓球左側水的流速大壓強小，右側水的流速小壓強大，產生一個向左的壓力差，抵制水束向右的推力，所以小球沒有向右遠離水流下落．
故答案為：（1）平衡力、大于、不一定相同；（2）大于、小于．
分析：（1）乒乓球能穩定在水束上方某一位置，說明乒乓球處于靜止狀態；乒乓球偏轉方向和兩側受力的大小有關，總是偏向受力小的那一端；
（2）水流速大的地方壓強小，流速小的地方壓強大，壓強差會產生一個向左壓力差，使乒乓球不會被水束推走．
點評：對于液體和氣體來講，流速大的地方壓強小，飛機的機翼、乒乓球中的“弧圈球”、足球中“香蕉球”都是這個道理．