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五、综合能力题
10. 小明发现不同飞机机翼的形状一般不同，那么机翼的形状是否会影响飞机的升力呢？为了研究这个问题小明用硬纸板制作成厚度不同，长度和宽度相同的机翼模型进行了探究，如图所示，用竖直的金属杆穿过机翼模型，将模型挂在弹簧测力计上，用可调速的电风扇距机翼模型相同距离，以不同的风速正对着模型吹风，分别读出弹簧测力计的示数，并进行多次实验，整理相关的数据如表。
(1)用电风扇正对着机翼模型吹风，模型上表面凸起，空气流速大、压强，形成一个向的压力差，故电风扇的风速越大，弹簧测力计的示数越。
(2)第1组实验中，当风速为6 m/s时，机翼模型受到的升力为N。
(3)根据表格数据，分析机翼模型的升力和机翼模型厚度之间的关系：在机翼长度和宽度都相同时，机翼厚度越大，产生的升力越。
(4)请你结合生活实际，猜想飞机的升力还可能与有关。
10. 小明发现不同飞机机翼的形状一般不同，那么机翼的形状是否会影响飞机的升力呢？为了研究这个问题小明用硬纸板制作成厚度不同，长度和宽度相同的机翼模型进行了探究，如图所示，用竖直的金属杆穿过机翼模型，将模型挂在弹簧测力计上，用可调速的电风扇距机翼模型相同距离，以不同的风速正对着模型吹风，分别读出弹簧测力计的示数，并进行多次实验，整理相关的数据如表。
(1)用电风扇正对着机翼模型吹风，模型上表面凸起，空气流速大、压强，形成一个向的压力差，故电风扇的风速越大，弹簧测力计的示数越。
(2)第1组实验中，当风速为6 m/s时，机翼模型受到的升力为N。
(3)根据表格数据，分析机翼模型的升力和机翼模型厚度之间的关系：在机翼长度和宽度都相同时，机翼厚度越大，产生的升力越。
(4)请你结合生活实际，猜想飞机的升力还可能与有关。
答案
小
上
小
4.4
大
飞机的飞行姿态
解析
【分析】
1. 第(1)问：根据流体压强与流速的关系，流速越大的位置压强越小。机翼上表面凸起，空气流速大、压强小，下表面流速小、压强大，形成向上的压力差。风速越大，上下压强差越大，升力越大，弹簧测力计示数（等于重力减去升力）就越小。
2. 第(2)问：风速为0时，弹簧测力计示数等于机翼重力，由第1组数据可知重力为7.6N；风速6m/s时，测力计示数为3.2N，升力等于重力减去此时的测力计示数，据此计算即可。
3. 第(3)问：控制风速相同，对比不同厚度机翼对应的弹簧测力计示数，示数越小说明升力越大，从而得出机翼厚度与升力的关系。
4. 第(4)问：结合生活实际，飞机升力的影响因素除机翼形状、风速外，可猜想与飞行姿态、机翼面积等有关。
【解析】
(1) 根据流体压强与流速的规律：流速越大的位置压强越小。机翼模型上表面凸起，空气流速大，压强小；下表面空气流速小，压强大，形成向上的压力差。风速越大，上下表面压强差越大，升力越大，弹簧测力计的示数（重力与升力的差值）越小。
(2) 当风速为0时，弹簧测力计示数等于机翼重力，由第1组数据得$G=7.6\mathrm{N}$；风速为6m/s时，弹簧测力计示数$F_{\mathrm{示}}=3.2\mathrm{N}$，则升力$F_{\mathrm{升}}=G-F_{\mathrm{示}}=7.6\mathrm{N}-3.2\mathrm{N}=4.4\mathrm{N}$。
(3) 分析表格数据：相同风速下，机翼厚度越大，弹簧测力计示数越小，说明升力越大。因此结论为：在机翼长度和宽度相同时，机翼厚度越大，产生的升力越大。
(4) 结合生活实际，飞机的升力还可能与飞机的飞行姿态（合理即可）有关。
【答案】
(1) 小；上；小
(2) 4.4
(3) 大
(4) 飞机的飞行姿态（合理即可）
【知识点】
流体压强与流速的关系；控制变量法；升力的影响因素
【点评】
本题以探究机翼升力的影响因素为载体，考查流体压强与流速关系的应用，实验运用控制变量法，要求学生能从数据中归纳结论，同时联系生活实际猜想影响因素，体现物理与生活的联系，培养科学探究能力。
【难度系数】
0.7
1. 第(1)问：根据流体压强与流速的关系，流速越大的位置压强越小。机翼上表面凸起，空气流速大、压强小，下表面流速小、压强大，形成向上的压力差。风速越大，上下压强差越大，升力越大，弹簧测力计示数（等于重力减去升力）就越小。
2. 第(2)问：风速为0时，弹簧测力计示数等于机翼重力，由第1组数据可知重力为7.6N；风速6m/s时，测力计示数为3.2N，升力等于重力减去此时的测力计示数，据此计算即可。
3. 第(3)问：控制风速相同，对比不同厚度机翼对应的弹簧测力计示数，示数越小说明升力越大，从而得出机翼厚度与升力的关系。
4. 第(4)问：结合生活实际，飞机升力的影响因素除机翼形状、风速外，可猜想与飞行姿态、机翼面积等有关。
【解析】
(1) 根据流体压强与流速的规律：流速越大的位置压强越小。机翼模型上表面凸起，空气流速大，压强小；下表面空气流速小，压强大，形成向上的压力差。风速越大，上下表面压强差越大，升力越大，弹簧测力计的示数（重力与升力的差值）越小。
(2) 当风速为0时，弹簧测力计示数等于机翼重力，由第1组数据得$G=7.6\mathrm{N}$；风速为6m/s时，弹簧测力计示数$F_{\mathrm{示}}=3.2\mathrm{N}$，则升力$F_{\mathrm{升}}=G-F_{\mathrm{示}}=7.6\mathrm{N}-3.2\mathrm{N}=4.4\mathrm{N}$。
(3) 分析表格数据：相同风速下，机翼厚度越大，弹簧测力计示数越小，说明升力越大。因此结论为：在机翼长度和宽度相同时，机翼厚度越大，产生的升力越大。
(4) 结合生活实际，飞机的升力还可能与飞机的飞行姿态（合理即可）有关。
【答案】
(1) 小；上；小
(2) 4.4
(3) 大
(4) 飞机的飞行姿态（合理即可）
【知识点】
流体压强与流速的关系；控制变量法；升力的影响因素
【点评】
本题以探究机翼升力的影响因素为载体，考查流体压强与流速关系的应用，实验运用控制变量法，要求学生能从数据中归纳结论，同时联系生活实际猜想影响因素，体现物理与生活的联系，培养科学探究能力。
【难度系数】
0.7
