[实用新型]一种物理教学用飞机升力实验装置

说明书

本实用新型提供一种物理教学用飞机升力实验装置，使机翼头部不再上翘，排除了干扰因素：改良的机翼形状和教材中理论分析图的形状完全符合，机翼上表面凸起、下表面全部为平面，在排除了气流直接推力的干扰作用下，机翼能利用伯努利原理在气流中快速而明显地上升；将原来开口的气流槽改成两端开口、周身封闭的通风管；设置分离式可旋转支架并连接有长手柄,可以很方便地带动机翼变换到“正立、左倾、右倾”状态，改变凸起面的方位做实验，提高了实验的趣味性及说服力；设置两根螺旋弹簧，可以将机翼“凸面向下”地倒向悬空放置，观察机翼在气流中的运动情况，进一步加深对压强与流速规律的理解。

技术领域

本实用新型属于中学物理教学用具技术领域，尤其涉及一种一种物理教学用飞机升力实验装置。

背景技术

伯努利原理揭示的压强与流速关系的规律是中学物理教学的重要内容，为让学生理解压强与流速关系，教材专门介绍了飞机产生升力的原因。

如图1所示，当机翼平放在气流中时，由于机翼上表面凸出，于是上方空气流速变快，压强减小，机翼上下表面就受到向上的压强差，导致飞机机翼就受到了向上的升力。从而让学生们理解: 流速快的地方压强小，流速慢的地方压强大。配套的实验装置如图2所示，风机1前端的出风口3上设有气流槽4，气流槽4的上方开口、两端也开口，风机1、及气流槽4均安装在底座2上，底座2上还固定有两根竖直的定位杆5，定位杆5上穿接在机翼6前后侧的通孔7中，以限制机翼6只能沿定位杆5上下移动。开启电源启动风机，空气自出风口3快速地吹向机翼6，可观察到机翼6在气流中上升。

上述飞机升力实验装置存在的问题有：

1、机翼头部上翘，与原理严重不符，存在作弊嫌疑。

在课本配图及各种习题分析中，均配有如图1所示的原理分析图，图中的机翼底部全部是平面并且上表面向上凸起。但市面上提供的飞机升力实验，其机翼却不是上述形状，机翼的头部如图2所示，设有上翘的机翼头部8，读者可以在淘宝、京东网上搜索“飞机升力实验”，仔细观察，会发现上翘的机翼头部是普通存在的，而且找不到头部不上翘的机翼。很明显，上翘的机翼头部会受到与气流相互作用而产生的向上推的分力，并且这种上推力还很大，那么根据变量控制法，机翼的上升并不能说明压强与流速的关系。

甚至于有个别实验仪器，在机翼前侧的下方设弹簧，以抬高机翼头部，如此“前后倾斜”几十度地放置机翼，显然类似于风筝，机翼把气流向下压，于是气流对机翼向上推，机翼就是在这种反向推力作用下上升的，这根本不能说明流体压强的规律。

2、气流槽4的上方开口，气流散失很多，空气速度不够快，影响了机翼上升的快慢，这也许是厂家将机翼头部设置得上翘的原因吧。

3、上述实验装置，可以将机翼凸面向上地平放在气流中做实验，不能或不便于将机翼更换到“侧放、或倒放”状态下多次做实验，实验的趣味性及说服力非常不够。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种物理教学用飞机升力实验装置，以达到下列目标：

1.机翼形状要和原理分析图上完全相符，也就是上表面凸起、下表面要完全相平，在头部不上翘、不借助气流反向推力的条件下，要求机翼也能在气流中上升，从而能真正地探究流体压强的规律；

2.改良气流槽，增强风力，提升实验效果；

3.设置活动的机翼支架，便于将机翼放置到“正立、左侧放、右侧放、倒放”多种状态下多次做实验，提高实验的趣味性及说服力。