探究吊扇受力的秘密

探究吊扇受力的“秘密”一、問題的提出：春天悄然無聲地走了，夏天急急的趕來，送來了炎熱的驕陽，燒烤著大地。今年的夏天格外的熱，今天我跟媽媽一起去趕集，熱的滿頭大汗，回到家里我便打開吊扇，安適的躺在床上，覺得一股股清涼的風(fēng)迎面而來，我感到十分愜意。驀地，我仰頭看見吊扇一轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)的，搖搖欲墜，能聽到天花板的“吱吱”聲，我立刻緊張起來，吊扇工作的時候會不會對天花板的拉力變大，這個大的力會不會讓天花板承受不?。康跎葧粫粝聛?？為什么在吊扇不工作時就沒有這樣的情況，這難道跟吊扇受力的情況有關(guān)？二、猜想我們在八年級學(xué)習(xí)了力。力是物體對物體的作用，使物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變或改變物體的形狀，物體間力的作用是相互的。我們做過《二力平衡》的實驗：把小車放在光滑的水平面上，將托盤分別掛在小車的兩側(cè)，使之自由在桌邊垂落，向掛在小車兩側(cè)的托盤里加砝碼，分別使兩托盤里的砝碼質(zhì)量相等、質(zhì)量不等，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量相等時小車靜止。再把小車在水平桌面上扭轉(zhuǎn)一個角度釋放，發(fā)現(xiàn)小車轉(zhuǎn)動。最終發(fā)現(xiàn)力的大小相等，方向相反，二力作用在同一物體上，且在同一直線上時才能讓小車保持靜止。即作用在同一物體上的兩個力，如果大小相等，方向相反，并且作用在同一直線上，這兩個力就彼此平衡。于是我就猜想家用吊扇對懸點有拉力作用，可能是吊扇在工作時和不工作（靜止）時，受力不同。在正常轉(zhuǎn)動時吊扇對懸點的拉力比不轉(zhuǎn)時要大，因此會導(dǎo)致轉(zhuǎn)動時吊扇掉下來發(fā)生危險。于是我設(shè)計了如下實驗。三、吊扇受力的實驗圖一：吊扇不工作的受力情況圖二：吊扇工作時的受力情況表一：探究吊扇受力實驗器材吊扇模型（自制）、彈簧測力計、線繩、電池、導(dǎo)線實驗步驟1、我先將彈簧測力計示數(shù)較零，輕輕來回拉動掛鉤幾次，防止彈簧卡殼，將模型吊扇用細線吊起，再在細線末端打一個小圈，將模型吊扇用彈簧測力計的掛鉤吊起，使它堅直垂落，待靜止后，讀出彈簧測力計的示數(shù)F1；2、再把模型吊扇的電動機用導(dǎo)線接在電池上，讓葉片轉(zhuǎn)動起來，讀出此時彈簧測力計的示數(shù)F2；3、把兩次彈簧測力計的拉力進行比較?，F(xiàn)象發(fā)現(xiàn)F1=2.3NF2=1.6N結(jié)論吊扇正常轉(zhuǎn)動時對懸點的拉力比不轉(zhuǎn)時要小。分析：實驗過后，我百思不得其解，想了很久，我認為可能是做實驗時哪里出了差錯，便又重新進行了幾次實驗，實驗結(jié)果十分相像，誤差并不大。我推想大概是因為旋轉(zhuǎn)時，通過扇葉將空氣推向下方，使空氣流動，因為作用力和反作用力是相互存在的，扇葉將空氣推向下方的同時，扇葉也受到空氣的反作用力，即風(fēng)扇整體也受到一個向上的推力，也就是說拉桿受到的拉力將減小。為了更進一步的證實風(fēng)扇轉(zhuǎn)動時是否受空氣的反作用力，我又找來一輛小車和一個臺式玩具電風(fēng)扇進行下列實驗表二：檢驗風(fēng)扇工作時是否受空氣的反作用力器材小車、臺式電風(fēng)扇實驗步驟1、將小車放在寫字臺上，臺式電風(fēng)扇放在小車上；2、將臺式電風(fēng)扇的電源插頭插在插座上；3、閉合臺式電風(fēng)扇的開關(guān)，讓電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動；4、記錄觀察到的現(xiàn)象?，F(xiàn)象小車載著臺式電風(fēng)扇向吹出風(fēng)的相反方向運動。結(jié)論電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動，由于力的作用是相互的；則臺式電風(fēng)扇隨小車向吹出風(fēng)的相反方向運動，因此該現(xiàn)象說明了電風(fēng)扇在工作時確實受到空氣的反作用力。四、結(jié)論圖三：吊扇不工作的受力示意圖圖四：吊扇工作時的受力示意圖如圖所示：吊扇在不轉(zhuǎn)動時，拉力與重力相等（圖三）；當電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動時，風(fēng)扇葉對空氣施加了一個向下的力，由于物體間力的作用是相互的，空氣對風(fēng)扇葉施加了一個向上的反作用力；此時風(fēng)扇葉受到了三個力的作用，重力G、天花板的拉力F拉、空氣對扇葉施加的力F空，吊扇受到的三個力：G=F空+F拉，所以G＞F拉（圖四），根據(jù)力的作用是相互的，吊扇受到天花板的拉力等于天花板受到的拉力，所以吊扇在工作時和不工作（靜止）時，受力不同。在正常轉(zhuǎn)動時吊扇對懸點的拉力比不轉(zhuǎn)時要?。@就證實了之前我的猜想是錯誤的。通過親自實踐，我又學(xué)到了很多知識，培