2009年浙江省高中生基本能力研究性学习成果展评课件 答辩课题修改.pptVIP

—— 实验探究机翼与其升力关系 谨以此课题献给我们伟大的中国航天之父——钱学森 作为改变人类的一大工具,从“飞行者一号”到当今世界最先进的F—22,飞机走过了百年的旅程. 而作为飞机飞起来的工具——机翼,也从简单的弯板翼型到现在的超临界翼型,它同样也有了翻天覆地的变化. 凌霄汉，探苍穹，古往今来梦一同； 争展翅，欣翱翔，机翼花样变不穷。 飞行器千姿百态,为此我们对机翼产生了浓厚的兴趣,对不同机翼展开了研究. 以下便是我们小组的研究计划: 实验目的: 通过不同实验,来寻找机翼升力大小与相关因素关系,探究如何使飞机飞的更高. 实验Ⅰ 验证有关机翼升力与面积关系实验 由于在初中里曾学习过飞机飞翔的原理，即著名的伯努利定律，其表述是：流体运动速度越大，产生的压强就越小，流体运动部分产生压强比其周围静止部分压强小。通过这个定律，我们可以知道，机翼升力大小与空气流速有关。于是我们小组做了第一个实验： 为了达到实验目的，我们设计并进行了三个实验： ①实验器材： ⑴一台功率较大的电风扇； ⑵用吹塑纸或泡沫制作的不同大小但几何形状几乎相同的机翼模型； ⑶一根细且表面光滑的木杆，上标有刻度。 ②实验目的： 探究机翼升力大小与机翼面积大小关系。 ③实验人员：郑星（模型制作），陈昊庭（风扇操作及机翼操作），袁野（数据读取），伊陈禾（数据记录），郑岳凌（分析数据）。 ④实验步骤: ⑴在机翼上选好位置穿一小孔，穿过刻度棍，在刻度棍上涂上一层石蜡以减少摩擦； ⑵安装好电扇，将电扇调至最大档，打开电扇； ⑶使机翼模型正对电扇，观察机翼在气流的作用下上升高度； ⑷读取数据，分别记录在相 应的表格中． ⑤实验条件要求： ⑴在无风的环境下进行 ⑵保持机翼表面光洁 ⑶精确制作机翼，减少实验误差 ⑷机翼与风扇距离保持５０ｃｍ 左右 ⑸刻度棍上刻度要求清晰，便于 准确读取数据 ⑥ 实验数据： 如下表所示 6.53 5S1 5 5.22 4S1 4 3.74 3S1 3 2.58 2S1 2 1.32 S1 1 升高的高度(cm) 机翼面积(s) 机翼标号 表一：机翼面积与升高关系表 ⑦数据分析： 由上表我们可以看出，机翼升高的高度即其升力与机翼面积近似成正比（由于数据受一些外界条件影响，故存在一些误差）。在查阅了些许资料后，我们得知机翼升力F与空气ρ，气体流速V，机翼面积S，以及升力系数CL有关。由此可知，通过该实验，我们知道了在翼型及其他条件不变的情况下，机翼升力与其机翼面积的关系。 ⑧实验结论： 在翼型及其他条件不变的情况下，机翼升力与其机翼面积成正比。 我们知道升力大小遵循伯努利定律，为了伯努利定律运用到机翼上，我们的航空先辈们想到了襟翼这一奇妙并深刻影响后世的伟大发明。由于该实验是一个验证性实验，故相对上一个实验，为使操作上更有目的性，本小组实验设计如下： ①实验器材准备：空调室外机 （为了获得更大的空气流速），修改后的机翼模型（用两个加长的机翼，加长长度相同，一个带襟翼，一个 不带襟翼），其他器材不变。 ②实验目的： 探究机翼升力大小与襟翼 的关系。 实验Ⅱ 验证机翼的升力大小与襟翼的关系 ③实验步骤： ⑴与实验Ⅰ类似安装好机翼模型； ⑵调到空调最大档，使室外机运转； ⑶在室外机气流的作用下，分别观察在有无襟翼的状况下，机翼上升的高度； ⑷读取并记录 数据 ④实验数据： 见右表： 5.01 ② 4.73 ① 3 4.05 ② 3.82 ① 2 3.94 ② 2.61 ① 1 升起高度（cm） 机 翼 风力 表二：襟翼在 不同风力下与升高关系表 风力由1至3逐渐变大 ⑤数据分析：通过3组实验的数据分析，可以看出，襟翼的存在与否对机翼的升力产生了一定的影响——有襟翼的相比无襟翼的升力会大一些. ⑥实验结论： 我们小组成员通过查阅文献资料，找到了理论依据。 即当放下襟翼后，相当于改变机翼截面积形状，使机翼更加弯曲。这样当空气流过机翼上表面，流速加快，机翼下表面气流流速减慢，压力增大，因而机翼上下表面压力差增大，升力增大。