Question

15．在某興趣小組的同學觀察到：①飛機在起飛和航行時機翼的仰角不同；②飛機越大其機翼越大．他們想探究“機翼獲得升力的大小與機翼仰角、機翼面積有什么關系？”（注：機翼仰角為機翼下表面與水平面的夾角，機翼面積指機翼在水平面上投影的面積）
他們利用塑料泡沫等材料自制了三個質量相同、形狀相同、面積不同的機翼模型，把圓柱形空心筆穿過“機翼”并固定在“機翼”上，將一根金屬桿從筆桿中穿過并上下固定，確保“機翼”能沿金屬桿在豎直方向移動，將“機翼”掛在測力計的下方，實驗裝置如圖所示．
（1）用鼓風機對著“機翼”吹風模擬飛機在空中飛行，當鼓風機向右吹風時，以氣流為對照物，飛機向左飛升；
（2）為了研究“機翼”獲得的升力與仰角的關系，他們對同一個“機翼”吹風，并保持風速不變，只改變“機翼”仰角的大小，觀察并記錄測力計的示數，在其他條件相同時，更換面積不同的“機翼”重復上述實驗，實驗記錄如表：
（每次吹風前測力計示數均為3.5N）

機翼面積/cm2 測力計示數/N 機翼仰角	275	395	566
0°（水平）	3.2	3.0	2.6
較小	3.0	2.9	2.4
較大	2.9	2.8	2.3
最大	3.1	2.9	2.7

①在上述實驗中，吹風前后測力計示數的變化量（或差值、減小量）即為“機翼”獲得升力的大小；
②通過分析數據可以得出結論：當質量、形狀、機翼面積和風速相同時，仰角增大，獲得的升力不一定（選填“一定”或“不一定”）增大；當質量、形狀、仰角和風速相同時，機翼面積越大，獲得的升力越大；
③實驗時，“機翼”沿金屬桿上升，金屬桿對筆桿有向下的摩擦力，因此測得的升力應小于“機翼”實際獲得的升力．

Answer 1

分析 （1）物體間的運動是相對的，以氣流為參照物，飛機沿氣流相反的方向運動；
（2）要研究“機翼”獲得的升力與仰角的關系，就要保持其它條件不變，只改變“機翼”的仰角大小，根據現象得出相應的結論；
①本實驗中，“機翼”獲得升力的大小等于吹風前后測力計示數的變化量；
②分析表中數據，得出相應的結論；
③實驗時，“機翼”沿金屬桿上升，金屬桿對筆桿有向下的摩擦力，用彈簧測力計測得的升力小于“機翼”實際獲得的升力．

解答 解：
（1）當鼓風機向右吹風時，空氣向右運動，以氣流為參照物，飛機向左飛升；
（2）為了研究“機翼”獲得的升力與仰角的關系，他們對同一個“機翼”吹風，并保持風速不變，只改變“機翼”仰角的大小，觀察并記錄測力計的示數，在其他條件相同時，更換面積不同的“機翼”重復上述實驗；
①在上述實驗中，“機翼”獲得升力的大小等于吹風前后測力計示數的變化量（或差值、減小量）；
②由表中數據可知，當質量、形狀、機翼面積和風速相同時，仰角增大，獲得的升力有時大、有時小，所以獲得的升力不一定增大；當質量、形狀、仰角和風速相同時，機翼面積越大，獲得的升力越大；
③實驗時，“機翼”受到向上的升力，沿金屬桿上升，由于金屬桿對筆桿有向下的摩擦力，用彈簧測力計測得的升力小于“機翼”實際獲得的升力．
故答案為：（1）左；（2）仰角；①變化量（或差值、減小量）；②不一定；越大；③下；小于．

點評 本題為信息給予題，考查了運動和靜止的相對性、控制變量法的使用，要求認真審題，從中獲取有用信息，因為考查的知識點不明確，屬于難題！