飞机升力实验报告

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？

一方面空气迎着球向后流动，另一方面，由于空气与球之间的摩擦，球周围的空气又会被带着一起旋转，这时，球旋转的方向与球前进方向相同一侧相对于空气的速度比另一侧小。

物理知识告诉我们：气体的流速越大，压强越小。由于乒乓球两侧空气的流动速度不一样，它们对乒乓球所产生的压强也不一样，于是，乒乓球在空气压力的作用下，被迫向空气流速大的一侧转弯了。

案例2：火车站台——安全线

因为火车行驶时，火车带动火车周围的空气流动，火车的行驶速度快的话，空气流动的快，根据伯努利原理可知：流体流速快的地方压强小，流速小的地方压强大。火车周围的气体压强小，如果人离的火车近了，可能被外面的大气压压到火车上而发生事故，所以人应该在安全线以外位置候车。快速移动的物体将空气推动形成气流，火车快速运动带走气流火车位置形成低气压，造成周围气流回填会将人卷入车下。

案例3：赛车风翼

和飞机一样，赛车机翼基本原理都是伯努利效应。

不过方程式赛车的应用方向和飞机完全相反——飞机要的是升，而F1要的是下压力而F1要的是下压力。

当赛车以高速行进时，圆柱体的悬臂会让分开的气流无法保持一定的行径，而在悬臂周围流窜，结果悬臂的前后产生不同的气压，如

此加大了阻流的产生。而空气力学悬臂会让气流较能保持一定的路线而降低前后气压差别的增加，也就减少了阻流。除此之外，悬臂表面的摩擦力亦能左右阻流的产生，但是比起悬臂的形状小得多，也就是说如果气流无法顺畅地通过悬臂，就会产生阻流。

案例4：非洲鼠洞——空气调节新鲜；

洞穴有两个出口，一个是平的，而另一个则是隆起的圆形土堆。两个洞口的形状不同，决定了洞穴中空气流动的方向．吹过平坦表面的风运动速度小，压强大；吹过隆起表面的风速度大，压强小．因此，地面上风吹进了犬鼠的洞穴，给犬鼠带去了习习凉风．

【心得体会】生活中，类似于应用于这样伯努利原理的例子有很多很多。通过这次观看演示实验，使我了解到生活中处处存在着神奇的原理。我们要认真观察，思考。同时也加深了我对于大学物理这门课程的理解与兴趣。仅仅一个小小的原理就可以有这么多的应用。

处处留心生活中的有趣现象，将来的某一天没准我也可以成为一个发明家。