趣味实验在物理教学中的应用探讨
——以“悬浮的乒乓球”为例

(南京师范大学教师教育学院，南京 210097)

1 对“悬浮的乒乓球”气流倾斜最大角度的探究

1.1 “悬浮的乒乓球”实验原型

我们常常可以看到这样一个趣味实验：用吹风机竖直向上吹一个乒乓球，可以看到乒乓球被向上的气流所支撑，悬浮在空气中。如果我们调整吹风机吹出气流的方向，使气流倾斜，可以发现乒乓球仍然可以在空气中悬浮。

实验原理：吹风机竖直向上吹时,在竖直方向上，气流的冲击力和乒乓球自身重力二力平衡。而根据伯努利原理，吹风机吹出的风使得乒乓球表面附近的空气流速加快，气压减小，而外围气压相对高，压力指向中心，起到稳定乒乓球的作用，因此球不会掉下来。

在吹风机气流倾斜的情况下，乒乓球在空中是转动的，使得乒乓球一侧的气体流动加快,而另一侧的气体流动相对减慢,根据伯努利原理,会产生一个垂直于气流方向斜向上的力。这个力,加上沿着气流方向斜向上的冲击力,还有乒乓球向下的重力,三力平衡。所以，乒乓球可以悬浮在空中。

1.2 对“悬浮的乒乓球”气流倾斜最大角度的探究

通常“悬浮的乒乓球”是以定性的方式展现，通过定性实验，学生知道了乒乓球可以在吹风机形成的气流中悬浮。但是在实验中，当气流倾斜角度过大时，乒乓球还是会掉落下来。那么，气流倾角最大可以是多少呢？

为探究在保持乒乓球处于稳定状态下气流倾斜的最大角度，笔者考虑了乒乓球大小、风速大小和乒乓球破损这三种可能的影响因素，设计了相应的探究实验。……