Question

飞鸟在天空中自由翱翔，人类模拟飞鸟的翅膀制造了飞机的机翼，从而遨游天空．

（1）飞鸟展开翅膀飞行时获得向上的升力，其升力是由于飞鸟翅膀上表面附近的空气流速_______ (选填“大于”、“等于”或“小于”)翅膀下表面附近的空气流速而产生的．

（2）飞鸟飞行时产生的升力，可表示为F=kSv²，式中S为翅膀的面积，v为飞鸟的飞行速度，k为比例常量．已知一只质量为m₀、翅膀面积为S₀的飞鸟，其飞行速度为v₀.假设某飞机飞行时获得的升力与该飞鸟飞行时获得的升力满足同样的规律，且k值相同(k为未知量)，则已知一架质量为m、起飞速度为v的飞机，其机翼设计面积S应为___________．

 

Answer 1

【答案】

（1）大于 （2）

【解析】（1）飞鸟翅膀上表面附近的空气流速大于下表面附近的空气流速空气的流速，因而上表面气体的压强小于下表面气体的压强，翅膀上下方所受到的压力差形成向上的升力．

（2）飞鸟或飞机在空中飞行时，所受的升力等于本身的重力．

对于飞鸟有：m₀g=kS₀/υ₀²，则k=m₀g /S₀v ²₀ 对于飞机有：mg=kSυ²，则k=mg/ Sv²

∵k值相同，

m₀g /S₀v ²₀ = mg/ Sv²

化简得：S=