机翼升力实验改进和机翼升力误解

贾浦涛

一、机翼升力实验改进

在教学初中物理流体压强与流速时，飞机升力作为伯努利原理的应用来分析，教材一般设计飞机升力实验以增加学生的感性认识。如人教版教材中，将纸按照图1甲尺寸剪下，折成图乙形状并用小段胶带固定，就制好了纸质机翼模型，MN是固定在机翼前端的细线。把细线拉平绷紧，用嘴对着“机翼”前端的位置用力水平吹气，可以看到“机翼”在气流的作用下向上翘起(如图1丙所示)。教材以此现象说明机翼能产生升力。笔者在教学中发现，用这种方法产生的效果是“机翼”产生转动，最后处于水平状态，没有整个“机翼”从下往上升起的效果。实验存在的问题有两点：

(1)纸机翼模型在实验开始阶段与实际机翼飞行阶段气流吹击部位不同。由于拉紧细线后，纸机翼模型自然下垂，刚开始是平直的一面对着吹来的气流，这相当于气流对着实际机翼的下表面向上吹，这显然与实际不相符。

图1

(2)纸机翼模型在实验中由于细线不在重心处，吹气时在气流冲击力作用下会产生转动，直到达到平衡状态，而实际机翼在起飞阶段是不会绕着固定点转动的。

为了使机翼模型在实验中有升起来的感觉，证明机翼的外形会产生升力，将实验做如下改进：

①使机翼模型在实验中始终处于水平状态，与实际机翼迎气流部位相同。

②固定机翼模型处在重心处，消除转动效果，并使机翼产生升力后可以上下移动，产生“飞”的效果。

③引入对比实验。……