2022甘肅三支一扶公共基礎知識：生活中的伯努利原理

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　　伯努利，瑞士物理學家、數學家、醫學家。他是伯努利這個數學家族(4代10人)中最杰出的代表，16歲時就在巴塞爾大學攻讀哲學與邏輯，后獲得哲學碩士學位，17～20歲又學習醫學，于1721年獲醫學碩士學位，成為外科名醫并擔任過解剖學教授。但在父兄熏陶下最后仍轉到數理科學。伯努利成功的領域很廣，除流體動力學這一主要領域外，還有天文測量、引力、行星的不規則軌道、磁學、海洋、潮汐等。

　　伯努利原理

　　丹尼爾·伯努利在1726年首先提出：“在水流或氣流里，如果速度小，壓強就大;如果速度大，壓強就小”。我們稱之為“伯努利原理”。

　　我們拿著兩張紙，往兩張紙中間吹氣，會發現紙不但不會向外飄去，反而會被一種力擠壓在了一起。因為兩張紙中間的空氣被我們吹得流動的速度快，壓力就小，而兩張紙外面的空氣沒有流動，壓力就大，所以外面力量大的空氣就把兩張紙“壓”在了一起。這就是“伯努利原理”原理的簡單示范。

　　1、列車(地鐵)站臺的安全線

　　在列車(地鐵)站臺上都劃有黃色安全線。這是因為列車高速駛來時，靠近列車車廂的空氣被帶動而快速運動起來，壓強就減小，站臺上的旅客若離列車過近，旅客身體前后會出現明顯的壓強差，身體后面較大的壓力將把旅客推向列車而受到傷害。

　　所以，在火車(或者是大貨車、大巴士)飛速而來時，你絕對不可以站在離路軌(道路)很近的地方，因為疾駛而過的火車(汽車)對站在它旁邊的人有一股很大的吸引力。有人測定過，在火車以每小時50公里的速度前進時，竟有8公斤左右的力從身后把人推向火車。

　　2、船吸現象

　　1912年秋天，“奧林匹克”號輪船正在大海上航行，在距離這艘當時世界上最大遠洋輪的100米處，有一艘比它小得多的鐵甲巡洋艦“豪克”號正在向前疾駛，兩艘船似乎在比賽，彼此靠得比較近，平行著駛向前方。忽然，正在疾駛中的“豪克”號好像被大船吸引似地，一點也不服從舵手的操縱，竟一頭向“奧林匹克”號撞去。最后，“豪克”號的船頭撞在“奧林匹克”號的船舷上，撞出個大洞，釀成一件重大海難事故。

　　這次海面上的飛來橫禍，是“伯努利原理”現象。我們知道，根據流體力學的“伯努利原理”，流體的壓強與它的流速有關，流速越大，壓強越小。

　　當兩艘船平行著向前航行時，在兩艘船中間的水比外側的水流得快，中間水對兩船內側的壓強，也就比外側對兩船外側的壓強要小。于是，在外側水的壓力作用下，兩船漸漸靠近，最后相撞。又由于“豪克”號較小，在同樣大小壓力的作用下，它向兩船中間靠攏時速度要快的多。因此，造成了“豪克”號撞擊“奧林匹克”號的事故�，F在航海上把這種現象稱為“船吸現象”。

　　3、游泳

　　學會了“伯努利原理”，我們就會明白：為什么到水流湍急的江河里去游泳是一件很危險的事。有人計算了一下，當江心的水流以每秒1米的速度流動時，差不多會有30公斤的力在吸引、排擠著人的身體，就是水性很好的游泳能手也望而生畏。

　　4、刮風掀翻屋頂或壓垮大橋

　　當刮風時，屋面上的空氣流動得很快，等于風速，而屋面下的空氣幾乎是不流動的。根據“伯努利原理”，這時屋面下空氣的壓力大于屋面上的氣壓。要是風越刮越大，則屋面上下的壓力差也越來越大，一旦風速超過一定程度，這個壓力差就“嘩”的一下掀起屋頂!正如我國唐代著名詩人杜甫《茅屋為秋風所破歌》所說的那樣：“八月秋高風怒號，卷我屋上三重茅。”

　　臺風吹垮大橋也是“伯努利原理”的作用：臺風經過大橋，會從橋面上和橋洞里吹過。由于橋洞相對于橋面比較小，所以風經過的時候，風速比較快，壓強較小，而橋面上的風速比較慢，壓強較大。這樣，就產生了壓強差。橋梁如果承受不了這樣的壓力，就會被壓垮塌。

　　5、香蕉球 (弧線球)

　　如果你經常觀看足球比賽的話，一定見過罰前場直接任意球。這時候，通常是防守方五六個球員在球門前組成一道“人墻”，擋住進球路線。而進攻方的主罰隊員，起腳一記勁射，球繞過了“人墻”，眼看要偏離球門飛出，卻又沿弧線拐過彎來直入球門，讓守門員措手不及，眼睜睜地看著球進了大門。這就是頗為神奇的“香蕉球”。

　　為什么足球會在空中沿弧線飛行呢?原來，罰“香蕉球”的時候，運動員并不是把腳踢中足球的中心，而是稍稍偏向一側，同時用腳背摩擦足球，使球在空氣中前進的同時還不斷地旋轉。這時，一方面空氣迎著球向后流動，另一方面，由于空氣與球之間的摩擦，球周圍的空氣又會被帶著一起旋轉。這樣，球一側空氣的流動速度加快，而另一側空氣的流動速度減慢。

　　“伯努利原理”告訴我們：氣體的流速越大，壓強越小。由于足球兩側空氣的流動速度不一樣，它們對足球所產生的壓強也不一樣，于是，足球在空氣壓力的作用下，被迫向空氣流速大的一側轉彎了。

　　6、噴霧器

　　噴霧器是利用流速大、壓強小的原理制成的。

　　讓空氣從小孔迅速流出，小孔附近的壓強小，容器里液面上的空氣壓強大，液體就沿小孔下邊的細管升上來，從細管的上口流出后，液體受到空氣流的沖擊，被噴成霧狀。

　　7、翼型升力

　　飛機能飛起來，其中很重要的原因就是“伯努利原理”。機翼的截面做成了上凸下平的形狀，當迎面而來的氣流通過機翼時，上表面的空氣流速快，壓力小，下表面的空氣流速慢，壓力大，這樣形成了壓力差，就是升力。

　　刷題鞏固

　　(2021聯考)優秀的足球運動員會利用技巧使踢出的足球在空中旋轉，旋轉的足球在行進過程中會突然改變原來的運動方向并轉彎，這被稱為“香蕉球”。下列選項的物理原理與“香蕉球”原理不同的是( )

　　A.飛機機翼通常設計為上沿是弧形，下沿是平的

　　B.用吸管喝袋裝牛奶，喝完后用力吸一下，袋子癟了

　　C.火車站臺設置黃色安全線以警示乘客與列車保持距離

　　D.兩張相距5厘米的A4紙垂直放置，往中間吹氣，兩張紙會互相吸引

　　【解析】B。本題考查科技常識。“香蕉球”之所以可以沿弧線飛行，主要是由于伯努利原理(流速越快，壓強越小)。運動員踢出的“香蕉球”后，球會邊旋轉邊前進，導致在球周圍形成與球旋轉方向一致的環形氣流，環形氣流與足球前進方向一致的一側，流速會變快，壓強減小，環形氣流與足球前進方向相反的一側，流速會變慢，壓強增大。由于此時兩側受到的空氣壓強不相等，在壓強作用下，球向壓強小的一側拐彎。

　　A項正確，根據伯努利原理，飛機飛行時，機翼將氣流分為上下兩個部分，上半部分走的路徑為弧線，流速快，壓強小，下半部分氣流走直線，流速慢，壓強大。正是由于機翼下側壓強大于機翼上側，上下壓強不相等，產生升力，使飛機能飛起來。

　　B項錯誤，當用吸管吸走袋中空氣后，袋中氣壓瞬間減小，此時外界大氣壓并未減小，在內外壓強差的作用下，袋子被壓癟。該過程并未涉及伯努利原理。

　　C項正確，根據伯努利原理，人若離列車太近時，列車高速行駛過程中，使人和列車之間的空氣流動速度很快，壓強很小，而人外側的壓強不變，人在內外壓強差的作用下，被壓向列車容易出現事故。因此火車站臺設置黃色安全線以警示乘客與列車保持距離。

　　D項正確，根據伯努利原理，在兩張紙片中間吹氣，兩張紙中間空氣流速快，壓強小，而外側空氣基本靜止，壓強較大，在壓力差的作用下，兩張紙向中間靠攏。

　　本題為選非題，故正確答案為B。