Question

如图所示，一块重为G的平板以一定的冲角a（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FL．

Answer 1

解题思路：（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=[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=[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；

（7）已知前轮和后轮受到的压强与接触面积，根据公式F=PS可求地面受到的压力，前后轮对地面的压力之和等于飞机所受的重力，从而求出飞机的质量．

（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%）=[6/5]V，根据公式F_L=[1/2]CpSV²

∴F_L′=[1/2]CpS（[6/5]V）²=[36/25]×[1/2]CpSv²=（1+[11/25]）×[1/2]CpSv²=（1+44%）×[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；

（7）前轮对地面的压力F₁=p₁•s₁=2×10⁵Pa×0.25m²=0.5×10⁵N；

后轮对地面的压力F₂=p₂•s₂=2.5×10⁵Pa×1.2m²=3×10⁵N；

飞机对地面的压力等于飞机自身的重力G=F₁+F₂=3.5×10⁵N；

所以飞机的质量m=[G/g]=

3.5×105N

10N/kg=3.5×10⁴kg=35t．

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；（7）35t．

点评：

本题考点： 流体压强与流速的关系．

考点点评： 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．