Question

26、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

平衡力

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

大于

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

不一定相同

（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

大于

右側水的流速，導致左側水的壓強

小于

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

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．

解答：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．

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．