“飞机机翼和赛车尾翼”创新模拟实验设计①
2021-11-13
物理之友 2021年8期
(南京师范大学附属中学树人学校,江苏 南京 210000)
1 引言
苏科版物理教材八年级下册第十章第三节“气体的压强”中,有一条重要的实验结论:流速越大,流体的压强越小。“探究流速对流体压强的影响”的活动可以借助有趣的实验开展,新鲜感强,学生的参与度较高。
在教材的“生活·物理·社会”栏目中,介绍了飞机的升力,既呼应了教材对该知识的引入,又体现了“从生活走向物理,从物理走向社会”“注意学科渗透,关心科技发展”等课程基本理念。如何让学生通过实验,切身体会到飞机获得的升力与机翼的形状有关呢?笔者设计了简单易操作的创新实验方案,在教学中开展分组实验,可说明赛车尾翼之作用,教学效果较好。
2 实验器材与过程
实验器材为:托盘天平、电吹风,天平的托盘形似赛车尾翼截面,如将托盘倒置,则形似飞机机翼截面。
2.1 模拟飞机机翼
(1)将一侧托盘倒扣在托架上,模拟飞机机翼,调节天平平衡;
(2)取出电吹风,让出风口平行于桌面,对准倒扣的托盘,以保证水平送风时,托盘上下表面都有气流流过;
(3)实验现象:被吹的托盘“升起”(图1);

图1
(4)引导学生分析原理:空气流过凸起的托盘上表面,流速较大,大气压强较小,托盘上下的压强差导致被吹的托盘“升起”。同理,高速飞行的飞机机翼上、下表面存在压强差,可获得向上的升力。
2.2 模拟赛车尾翼
(1)将刚才倒扣的托盘恢复,正置在托架上,由于托盘质量和水平桌面均未发生变化,所以不需重新调节天平平衡;……
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