Question

7．如图所示是全球最大太阳能飞机“阳光动力2号”，“阳光动力2号”的机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料，它的翼展达到72m，机长22.4m，质量仅有2300kg，它的起飞速度为35km/h，最大速度约为140km/h，该机的机翼、机身和水平尾翼上共贴敷了17248片135μm厚的单晶硅薄膜太阳能电池，该机白天会爬升到9000m的高度以避开气流并最大化利用太阳能，此时的温度急剧升高，而夜晚则半滑翔飞行，逐渐降低到1500m高度，其速度并不大，因此夜里对能源的需求也大大减少．针对“阳光动力2号”飞机，回答下列问题：
（1）问题：飞机产生向上飞行升力的原因是？
回答：机翼上下表面受到空气的压强差向上
（2）当阳光动力2号从夜晚航行转为白天航行时，请从机械能角度提出一个问题并回答．
问题：飞机从夜晚航行转为白天航行时机械能如何变化？
回答：机械能增加．

Answer 1

分析 （1）流体压强与流速的关系：流速越大，压强越小；流速越小，压强越大．
（2）针对白天和夜晚航行时高度、速度的变化可提出与机械能有关问题．

解答 解：（1）由于机翼都做成上凸下平的形状，同一股气流在相同的时间内，通过机翼的上方和下方，上方气流通过时经过的路程大，速度大，压强小；下方气流通过时经过的路程小，速度小，压强大．机翼下方压强大于上方压强，机翼在压强差下产生向上的升力．
（2）飞机白天会爬升到9000m的高度，夜晚降低到1500m高度，且白天速度高于夜晚，因此可提出飞机从夜晚航行转为白天航行时机械能如何变化？分析可知，其动能和重力势能均增加，故机械能增加．
故答案为：（1）机翼上下表面受到空气的压强差向上；
（2）问题：飞机从夜晚航行转为白天航行时机械能如何变化？
回答：机械能增加．

点评 本题考查了流体压强与流速关系的应用，机械能变化的判断等，体现了物理与实际应用的联系，难度不大．