[实用新型]翼型体在流体中的受力实验器材

说明书

技术领域

本实用新型公开了一种翼型体在流体中的受力实验器材，涉及物理实验器材领域。

背景技术

中学物理课程中涉及到空气动力学方面的内容，但是单纯理论的讲解很难使学生完全理解相关内容。而飞机升力的实例可以直观生动地验证这些理论，利用演示仪器或演示装置形象的演示能够使学生深刻理解和牢记这些相关知识。飞机是比空气重的飞行器，因此需要消耗自身动力来获得升力，而飞机的升力来源于飞行中空气对机翼的作用。当飞机在空气中以小于声速的速度飞行时，周围空气的密度变化不大，因而可把空气看作不可压缩的连续流体。空气流到机翼前缘，分成上、下两股气流，分别沿机翼上表面和下表面流过。由于机翼上表面弯曲凸起，气流吹过时，机翼上表面的气流速度较大，而机翼下表面的空气流速相对较小。由伯努力定律可以得知，机翼上方的空气压强小于机翼下方的空气压强，于是机翼受到的向上的作用力大于所受的向下作用力，因而机翼就受到一个方向向上的合力作用，形成使机翼上升的举力，这个力称为动升力。当空气与机翼的相对速度达到一定值时，机翼上受到的向上的压力就大于等于飞机自身的重量，因此飞机就可以离开地面在空中飞行。由于飞机机翼型面的上表面弯曲凸起而机翼的下表面光滑平坦，在飞机与气流发生相对运动时，流过机翼型面的上表面的气流在同一时间内流过的路程，比流过下表面气流流过的路程远，所以上表面气流的相对速度比下表面的空气流速度大。上表面的气流施加给机翼的压力小于施加于下表面的压力，因此产生升力。

现有中学物理教学实验课程中用的升力演示实验装置一般都比较简陋，甚至有的实验课上只能通过向两张纸中间吹气的方式说明该原理，缺乏真实感和可视性，物理教学实验课缺少了趣味性，使学生难以理解和接受。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供一种翼型体在流体中的受力实验器材，通过本实用新型的演示可以生动的演示流体力学，便于学生理解，提高教学效果，增加物理实验的趣味性。

本实用新型采用的技术方案是：提供一种翼型体在流体中的受力实验器材，包括翼型空心浮标和透明U形流体通道，翼型空心浮标的下底面镶嵌有弹性缩胀面板；透明U形流体通道的顶端内部设置有滑槽，翼型空心浮标的两端与透明U形流体通道滑动连接；翼型空心浮标的侧面设置有一个与其内腔导通的导管，导管的另一端与一个安装在透明U形流体通道上的注射器的输入端连通；透明U形流体通道的输入端与一个循环泵的输出端连接，循环泵安装在流体箱的上表面，循环泵的输入端与流体箱的内部导通；透明U形流体通道的输出端与流体箱导通；注射器以及翼型空心浮标内腔以及流体箱内均填充有同一类型实验流体。

进一步优化本技术方案，翼型体在流体中的受力实验器材，位于透明U形流体通道顶端内部的滑槽边缘设有刻度。

进一步优化本技术方案，翼型体在流体中的受力实验器材的流体箱的下表面均匀布置有四个贴盘。

本实用新型的有益效果是：

1、本技术方案中，翼型空心浮标的下底面镶嵌有弹性缩胀面板，通过推动注射器可以改变翼型空心浮标下表面的形状，通过本实用新型可以说明上下表面形状的变化对升力的影响。

翼型空心浮标与透明U形流体通道滑动连接，可以通过观察翼型空心浮标在透明U形流体通道内的高度变化知道升力的大小变化。

翼型空心浮标与注射器导通连接，可以通过注射器定量的改变翼型空心浮标下边面的形变，便于定量观察，得到可以类比的数据。

2、滑槽边缘设有刻度可以准确的说明翼型空心浮标下边面的形变与升力之间的关系。

3、四个贴盘可以增加流体箱与接触面的摩擦力，有利于其稳定放置。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的另一个方向示意图；

图3为本实用新型的翼型空心浮标下表面形状变化前后的示意图。

图中，1、翼型空心浮标；2、透明U形流体通道；3、滑槽；4、导管；5、注射器；6、循环泵；7、流体箱；8、刻度；9、贴盘；10、弹性缩胀面板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。