Question

6．如图所示，一块重为G的平板以一定的冲角α（平板与水平方向的夹角）在空气中水平运动时，平板会受到一个竖直向上的升力F_L．
（1）若平板处于空中某一高度保持不变，那么，需满足F_L等于G．
（大于/小于/等于）
（2）理论表明，升力大小与空气密度ρ、平板面积S、平板运动速度v有关，用公式表示为F_L=CρSv²（C叫升力系数，是一个没有单位的数值，其值与冲角有关）．则由公式可知，若C、ρ、S均保持不变，那么，速度增加20%，升力将增加44%；
（3）飞机飞行时同样会受到升力的作用．某次对飞机的实验研究获得了如下数据（飞机的冲角其实是指机翼的冲角）：则升力系数随冲角的增大而C；
A．逐渐变大     B．逐渐变小     C．先增大后减小   D．先减小后增大

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

（4）在飞机起飞后的开始一段时间里，飞机将不断爬升以达到规定的高度，在这个过程中，飞机升力的不断增大主要是通过以下两种方式来实现：
①提高速度；②增大机翼冲角以增大升力系数．
（5）飞机还利用流体压强与流速的关系，在机翼上获得升力克服地球引力，从而翱翔在蓝天上了．飞机机翼导流板横截面的形状是下列四图中的D．
（6）物体在流体（液体和气体）中运动时，受到阻碍物体运动的力，称作为“流体阻力”．飞机机身设计成“流线形”是为了减小阻力．

Answer 1

分析 （1）平板在空气中水平运动时，说明在竖直方向上受到平衡力．
（2）分析公式，很容易得出升力与速度的平方成正比，速度增加20%，根据F_L=$\frac{1}{2}$CpSv²确定升力增加的比例．
（3）分析题目表格中的数据，观察其升力系数C_L和冲角（平扳与水平方向的夹角）α的大小，即可得出结论．
（4）根据据升力公式F_L=$\frac{1}{2}$CpSv²，要保持升力增大，需要改变速度和通过改变飞机机翼的与水平方向的夹角即冲角来实现．
（5）流线型在空中飞行，产生向上的力还是向下的力，主要比较上下的压强，比较上下的空气流速；
（6）物体所受流体阻力的大小与它自身的形状有关．

解答 解：（1）平板在空气中水平运动时，平板受到一个竖直向上的升力F_L和竖直向下的重力G，由于它在竖直方向上处于静止状态，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，根据公式F_L=$\frac{1}{2}$CpSV²
则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）由表中数据可见，冲角在0°～20°之间时，升力系数逐渐增大；但是冲角过了20°之后，升力系数就减小．故选C；
（4）由以上分析可知，要使飞机的升力不断增大，则必须提高速度，同时增大机翼冲角以增大升力系数．
（5）在相同时间内，经过流线型的下方的路程比经过上方路程短，空气流速小压强大，流线型在压强差下，产生向上的升力；故选D；
（6）飞机机身设计成“流线形”是为了减小空气阻力；
故答案为：（1）等于；（2）44；（3）C；（4）①提高速度；②增大机翼冲角以增大升力系数；（5）D；（6）减小阻力．

点评 本题有一定的难度，能正确的理解题目所提示的信息，并有一定的数据解读能力是解决该题的关键．