“香蕉球”的物理学原理

1 伯努利原理及其应用

伯努利，瑞士物理学家、数学家、医学家。他是伯努利这个数学家族（4代10人）中最杰出的代表，16岁时就在巴塞尔大学攻读哲学与逻辑，后获得哲学硕士学位，17～20岁又学习医学，于1721年获医学硕士学位，成为外科名医并担任过解剖学教授。但在父兄熏陶下最后仍转到数理科学。伯努利成功的领域很广，除流体动力学这一主要领域外，还有天文测量、引力、行星的不规则轨道、磁学、海洋、潮汐等。

实例篇——伯努利原理

丹尼尔·伯努利在1726年首先提出：“在水流或气流里，如果速度小，压强就大；如果速度大，压强就小”。我们称之为“伯努利原理”。

我们拿着两张纸，往两张纸中间吹气，会发现纸不但不会向外飘去，反而会被一种力挤压在了一起。因为两张纸中间的空气被我们吹得流动的速度快，压力就小，而两张纸外面的空气没有流动，压力就大，所以外面力量大的空气就把两张纸“压”在了一起。这就是“伯努利原理”原理的简单示范。

1、列车(地铁)站台的安全线： 2 在列车（地铁）站台上都划有黄色安全线。这是因为列车高速驶来时，靠近列车车厢的空气被带动而快速运动起来，压强就减小，站台上的旅客若离列车过近，旅客身体前后会出现明显的压强差，身体后面较大的压力将把旅客推向列车而受到伤害。所以，在火车（或者是大货车、大巴士）飞速而来时，你绝对不可以站在离路轨（道路）很近的地方，因为疾驶而过的火车（汽车）对站在它旁边的人有一股很大的吸引力。有人测定过，在火车以每小时50公里的速度前进时，竟有8公斤左右的力从身后把人推向火车。

看懂“伯努利”原理后，等地铁再也不敢跨过那条黄线了吧

2、船吸现象：

1912年秋天，“奥林匹克”号轮船正在大海上航行，在距离这艘当时世界上最大远洋轮的100米处，有一艘比它小得多的铁甲巡洋舰“豪克”号正在向前疾驶，两艘船似乎在比赛，彼此靠得比较近， 3 平行着驶向前方。忽然，正在疾驶中的“豪克”号好像被大船吸引似地，一点也不服从舵手的操纵，竟一头向“奥林匹克”号撞去。最后，“豪克”号的船头撞在“奥林匹克”号的船舷上，撞出个大洞，酿成一件重大海难事故。

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伯努利原理讲解

对我们搞流体机械的很重要，此文好懂又有趣！

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伯努利（Daniel Bernouli,1700～1782）

伯努利，瑞士物理学家、数学家、医学家。

他是伯努利这个数学家族（4代10人）中最杰出的代表，16岁时就在巴塞尔大学攻读哲学与逻辑，后获得哲学硕士学位，17～20岁又学习医学，于1721年获医学硕士学位，成为外科名医并担任过解剖学教授。但在父兄熏陶下最后仍转到数理科学。 2 / 17

伯努利成功的领域很广，除流体动力学这一主要领域外，还有天文测量、引力、行星的不规则轨道、磁学、海洋、潮汐等。

实例篇——伯努利原理

丹尼尔·伯努利在1726年首先提出：“在水流或气流里，如果速度小，压强就大；如果速度大，压强就小”。我们称之为“伯努利原理”。

我们拿着两张纸，往两张纸中间吹气，会发现纸不但不会向外飘去，反而会被一种力挤压在了一起。因为两张纸中间的空气被我们吹得流动的速度快，压力就小，而两张纸外面的空气没有流动，压力就大，所以外面力量大的空气就把两张纸“压”在了一起。

这就是“伯努利原理”原理的简单示范。

1 列车(地铁)站台的安全线

在列车（地铁）站台上都划有黄色安全线。 3 / 17

这是因为列车高速驶来时，靠近列车车厢的空气被带动而快速运动起来，压强就减小，站台上的旅客若离列车过近，旅客身体前后会出现明显的压强差，身体后面较大的压力将把旅客推向列车而受到伤害。

所以，在火车（或者是大货车、大巴士）飞速而来时，你绝对不可以站在离路轨（道路）很近的地方，因为疾驶而过的火车（汽车）对站在它旁边的人有一股很大的吸引力。

有人测定过，在火车以每小时50公里的速度前进时，竟有8公斤左右的力从身后把人推向火车。

看懂“伯努利”原理后，等地铁再也不敢跨过那条黄线了吧（分享给身边的人哦~~）

2 船吸现象 4 / 17

1912年秋天，“奥林匹克”号轮船正在大海上航行，在距离这艘当时世界上最大远洋轮的100米处，有一艘比它小得多的铁甲巡洋舰“豪克”号正在向前疾驶，两艘船似乎在比赛，彼此靠得比较近，平行着驶向前方。

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用物理学知识踢足球

作者：黄淑芬

来源：《作文与考试·高中版》2019年第03期

2017年12月18日，清华大学教授葛惟昆在HiTC演讲大会上，用专业的物理学知识分析了足球体的材质与表面状态、点球的进球率、“电梯球”急速下坠的原理、同一初射角的不同初速的比较等，受到了很多球迷的追捧，也让葛惟昆教授迅速走红。

75岁的葛惟昆早年从北京大学物理系毕业后，去了英国的曼彻斯特大学留学。每到周末，他都会到体育场去看踢足球。每次，葛惟昆都会用笔记本画下球队踢球、进球所经过的路线，还画出了足球落下的状态和图形。然后，他按照笔记本上记下的踢球样式反复进行实验。

真正让葛惟昆从物理学的角度去研究足球，缘于一场中国队的世界杯预选赛。在那场比赛中，尽管中国队拼尽了全力，却还是被拦在了世界杯的大门外。那天，葛惟昆坐在电视机前叹息之余，不禁在心里问了无数个为什么：中国队缺少什么呢？是技术，还是体力……

葛惟昆带着这些问题，一次次将足球踢起，记录球的角度及下落的速度。他的做法被体育系的一些老师认为是“纸上谈兵”。有一次，为了证明球是直线射进球门快，还是弧形踢进去更快，葛惟昆拉上体育老师到球场上验证，只为了证明他的答案是对的。

2014年，葛惟昆录制了一部名为《足球运动与科学》的视频课程。课程里对各种球进行了详细的分解，比如为什么“香蕉球”会以诡异的弧线拐进球门。为了论证“香蕉球”，葛惟昆仔细地反复观看贝克汉姆是如何踢“香蕉球”的。从起脚到踢出球，再到球拐進球门的时间与速度，在得出数据后，他又马上去球场进行实验。经过千百次的亲身体验，终于得出了旋转的球体在飞行中因马格努斯定律而产生了偏转，这才使得“香蕉球”能够拐进球门。

走红后的葛惟昆，每天依然在研究足球。他说：“我希望‘物理+足球’理论能够给球员们带来帮助，哪怕只是一个小小的改变，也要坚定信念，做给怀疑自己的这个世界看看。”

飞机升力演示实验报告

【实验目的】：通过实验了解飞机升力是如何产生的 。

【实验仪器】：飞机升力演示仪。

【实验原理】：一般翼型的前端圆钝、后端尖锐，上表面拱起、下表面较平，呈鱼侧形。当气流迎面流过机翼时，流线分布情况如图。原来是一股气流，由于机翼的插入，被分成上下两股。通过机翼后，在后缘又重合成一股。由于机翼上表面拱起，使上方的那股气流的通道变窄，流速加快。

流体流动时，同一水平流面上的压强P和流速V根据伯努利原理可以得知满足下面关系：流速大的地方压强小。机翼上方的压强比机翼下方的压强小，也就是说，机翼下表面受到向上的压力比机翼上表面受到向下的压力要大，这个压力差就是机翼产生的升力。

【实验装置】飞机升力演示仪

【实验步骤】打开电扇开关，让气流流过机翼，模拟飞机向前飞行。观察两种形状机翼的不同运动情况：流线型机翼向上升起，平直机翼纹丝不动。

实验时，模拟流动空气的出口与机翼调整好一定的方向和角度，否则现象不明显。

【实验结论】机翼的形状是上凸下平的

飞机前进时，机翼与周围的空气发生相对运动，相当于有气流迎面流过机翼。气流被机翼分成上下两部分，由于机翼横截面的形状上下不对称，在相同时间内，机翼上方气流通过的路程较长，因而速度较大，它对机翼的压强较小；下方气流通过的路程较短，因而速度较小，它对机翼的压强较大

飞机上下表面的压强差产生了飞机向上的升力。

【实验原理的应用】

了解了飞机升力的原理后，我们发现伯努利原理在我们现实生活中的应用还有很多。

（1）弧圈香蕉——能转弯。

（2）火车站台——安全线。 （3）汽车疾驶——叶随迁；

（4）水翼船儿——跑得欢。

（5）龙卷风旋——水上天；

（6）台风过后——屋顶翻。

（7）赛车风翼——增安全；

（8）两船并行——不靠近。

（9）非洲鼠洞——空调鲜；

（10）烟囱风起——顺排烟

案例1：“香蕉球”

为什么球在自西向东旋转时，西侧的空气流速快呢？