Question

6．如圖所示，一塊重為G的平板以一定的沖角α（平板與水平方向的夾角）在空氣中水平運動時，平板會受到一個豎直向上的升力F_L．
（1）若平板處于空中某一高度保持不變，那么，需滿足F_L等于G．
（大于/小于/等于）
（2）理論表明，升力大小與空氣密度ρ、平板面積S、平板運動速度v有關，用公式表示為F_L=CρSv²（C叫升力系數(shù)，是一個沒有單位的數(shù)值，其值與沖角有關）．則由公式可知，若C、ρ、S均保持不變，那么，速度增加20%，升力將增加44%；
（3）飛機飛行時同樣會受到升力的作用．某次對飛機的實驗研究獲得了如下數(shù)據(jù)（飛機的沖角其實是指機翼的沖角）：則升力系數(shù)隨沖角的增大而C；
A．逐漸變大     B．逐漸變小     C．先增大后減小   D．先減小后增大

α/°	0	5	10	15	20	25
C	0.3	0.6	0.9	1.2	1.5	1.3

（4）在飛機起飛后的開始一段時間里，飛機將不斷爬升以達到規(guī)定的高度，在這個過程中，飛機升力的不斷增大主要是通過以下兩種方式來實現(xiàn)：
①提高速度；②增大機翼沖角以增大升力系數(shù)．
（5）飛機還利用流體壓強與流速的關系，在機翼上獲得升力克服地球引力，從而翱翔在藍天上了．飛機機翼導流板橫截面的形狀是下列四圖中的D．
（6）物體在流體（液體和氣體）中運動時，受到阻礙物體運動的力，稱作為“流體阻力”．飛機機身設計成“流線形”是為了減小阻力．

Answer 1

分析 （1）平板在空氣中水平運動時，說明在豎直方向上受到平衡力．
（2）分析公式，很容易得出升力與速度的平方成正比，速度增加20%，根據(jù)F_L=$\frac{1}{2}$CpSv²確定升力增加的比例．
（3）分析題目表格中的數(shù)據(jù)，觀察其升力系數(shù)C_L和沖角（平扳與水平方向的夾角）α的大小，即可得出結論．
（4）根據(jù)據(jù)升力公式F_L=$\frac{1}{2}$CpSv²，要保持升力增大，需要改變速度和通過改變飛機機翼的與水平方向的夾角即沖角來實現(xiàn)．
（5）流線型在空中飛行，產(chǎn)生向上的力還是向下的力，主要比較上下的壓強，比較上下的空氣流速；
（6）物體所受流體阻力的大小與它自身的形狀有關．

解答 解：（1）平板在空氣中水平運動時，平板受到一個豎直向上的升力F_L和豎直向下的重力G，由于它在豎直方向上處于靜止狀態(tài)，所以受到平衡力，即F_L=G．
（2）速度增加20%，即V′=V（1+20%）=$\frac{6}{5}$V，根據(jù)公式F_L=$\frac{1}{2}$CpSV²
則F_L′=$\frac{1}{2}$CpS（$\frac{6}{5}$V）²=$\frac{36}{25}$×$\frac{1}{2}$CpSv²=（1+$\frac{11}{25}$）×$\frac{1}{2}$CpSv²=（1+44%）×$\frac{1}{2}$CpSv²=（1+44%）F_L
故升力增加44%
（3）由表中數(shù)據(jù)可見，沖角在0°～20°之間時，升力系數(shù)逐漸增大；但是沖角過了20°之后，升力系數(shù)就減�。�故選C；
（4）由以上分析可知，要使飛機的升力不斷增大，則必須提高速度，同時增大機翼沖角以增大升力系數(shù)．
（5）在相同時間內(nèi)，經(jīng)過流線型的下方的路程比經(jīng)過上方路程短，空氣流速小壓強大，流線型在壓強差下，產(chǎn)生向上的升力；故選D；
（6）飛機機身設計成“流線形”是為了減小空氣阻力；
故答案為：（1）等于；（2）44；（3）C；（4）①提高速度；②增大機翼沖角以增大升力系數(shù)；（5）D；（6）減小阻力．

點評 本題有一定的難度，能正確的理解題目所提示的信息，并有一定的數(shù)據(jù)解讀能力是解決該題的關鍵．