翼型體在流體中的受力實驗器材的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型公開了一種翼型體在流體中的受力實驗器材，涉及物理實驗器材領域。
【背景技術】
[0002]中學物理課程中涉及到空氣動力學方面的內容，但是單純理論的講解很難使學生完全理解相關內容。而飛機升力的實例可以直觀生動地驗證這些理論，利用演示儀器或演示裝置形象的演示能夠使學生深刻理解和牢記這些相關知識。飛機是比空氣重的飛行器，因此需要消耗自身動力來獲得升力，而飛機的升力來源于飛行中空氣對機翼的作用。當飛機在空氣中以小于聲速的速度飛行時，周圍空氣的密度變化不大，因而可把空氣看作不可壓縮的連續流體。空氣流到機翼前緣，分成上、下兩股氣流，分別沿機翼上表面和下表面流過。由于機翼上表面彎曲凸起，氣流吹過時，機翼上表面的氣流速度較大，而機翼下表面的空氣流速相對較小。由伯努力定律可以得知，機翼上方的空氣壓強小于機翼下方的空氣壓強，于是機翼受到的向上的作用力大于所受的向下作用力，因而機翼就受到一個方向向上的合力作用，形成使機翼上升的舉力，這個力稱為動升力。當空氣與機翼的相對速度達到一定值時，機翼上受到的向上的壓力就大于等于飛機自身的重量，因此飛機就可以離開地面在空中飛行。由于飛機機翼型面的上表面彎曲凸起而機翼的下表面光滑平坦，在飛機與氣流發生相對運動時，流過機翼型面的上表面的氣流在同一時間內流過的路程，比流過下表面氣流流過的路程遠，所以上表面氣流的相對速度比下表面的空氣流速度大。上表面的氣流施加給機翼的壓力小于施加于下表面的壓力，因此產生升力。
[0003]現有中學物理教學實驗課程中用的升力演示實驗裝置一般都比較簡陋，甚至有的實驗課上只能通過向兩張紙中間吹氣的方式說明該原理，缺乏真實感和可視性，物理教學實驗課缺少了趣味性，使學生難以理解和接受。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型所要解決的技術問題，是針對上述存在的技術不足，提供一種翼型體在流體中的受力實驗器材，通過本實用新型的演示可以生動的演示流體力學，便于學生理解，提高教學效果，增加物理實驗的趣味性。
[0005]本實用新型采用的技術方案是:提供一種翼型體在流體中的受力實驗器材，包括翼型空心浮標和透明U形流體通道，翼型空心浮標的下底面鑲嵌有彈性縮脹面板;透明U形流體通道的頂端內部設置有滑槽，翼型空心浮標的兩端與透明U形流體通道滑動連接;翼型空心浮標的側面設置有一個與其內腔導通的導管，導管的另一端與一個安裝在透明U形流體通道上的注射器的輸入端連通;透明U形流體通道的輸入端與一個循環栗的輸出端連接，循環栗安裝在流體箱的上表面，循環栗的輸入端與流體箱的內部導通;透明U形流體通道的輸出端與流體箱導通;注射器以及翼型空心浮標內腔以及流體箱內均填充有同一類型實驗流體。
[0006]進一步優化本技術方案，翼型體在流體中的受力實驗器材，位于透明U形流體通道頂端內部的滑槽邊緣設有刻度。
[0007]進一步優化本技術方案，翼型體在流體中的受力實驗器材的流體箱的下表面均勻布置有四個貼盤。
[0008]本實用新型的有益效果是:
[0009]1、本技術方案中，翼型空心浮標的下底面鑲嵌有彈性縮脹面板，通過推動注射器可以改變翼型空心浮標下表面的形狀，通過本實用新型可以說明上下表面形狀的變化對升力的影響。
[0010]翼型空心浮標與透明U形流體通道滑動連接，可以通過觀察翼型空心浮標在透明U形流體通道內的高度變化知道升力的大小變化。
[0011]翼型空心浮標與注射器導通連接，可以通過注射器定量的改變翼型空心浮標下邊面的形變，便于定量觀察，得到可以類比的數據。
[0012]2、滑槽邊緣設有刻度可以準確的說明翼型空心浮標下邊面的形變與升力之間的關系。
[0013]3、四個貼盤可以增加流體箱與接觸面的摩擦力，有利于其穩定放置。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的結構不意圖；
[0015]圖2為本實用新型的另一個方向不意圖；
[0016]圖3為本實用新型的翼型空心浮標下表面形狀變化前后的示意圖。
[0017]圖中，1、翼型空心浮標;2、透明U形流體通道;3、滑槽;4、導管；5、注射器;6、循環栗;7、流體箱;8、刻度;9、貼盤;10、彈性縮脹面板。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0019]如圖1-2所示，翼型體在流體中的受力實驗器材，包括翼型空心浮標I和透明U形流體通道2，翼型空心浮標I的下底面鑲嵌有彈性縮脹面板10;透明U形流體通道2的頂端內部設置有滑槽3，翼型空心浮標I的兩端與透明U形流體通道2滑動連接;翼型空心浮標I的側面設置有一個與其內腔導通的導管4，導管4的另一端與一個安裝在透明U形流體通道2上的注射器5的輸入端連通;透明U形流體通道2的輸入端與一個循環栗6的輸出端連接，循環栗6安裝在流體箱7的上表面，循環栗6的輸入端與流體箱7的內部導通;透明U形流體通道2的輸出端與流體箱7導通;注射器5以及翼型空心浮標I內腔以及流體箱7內均填充有同一類型實驗流體;位于透明U形流體通道2頂端內部的滑槽3邊緣設有刻度8;流體箱7的下表面均勻布置有四個貼盤9。
[0020]如圖3所示，本實施例中，通過調整注射器5，向翼型空心浮標I內推注或者抽取流體，此時，彈性縮脹面板10膨脹或者伸縮，這樣翼型空心浮標I的形狀就會發生改變，由上掠面變化為下掠面，等同于從結構上實現上下翻轉。
[0021]本實施例中所涉及到的實驗流體，可以指氣態或者液態，比如空氣或水。流體箱7、注射器5以及翼型空心浮標I內腔中采用同一實驗流體是為了減少流體浮力造成的影響(根據阿基米德浮力定律)。
[0022]當循環栗6啟動后，透明U形流體通道2的頂端橫向的一段通道內的流體以一定流速經過翼型空心浮標I，經過翼型空心浮標I時，其上下表面的流體流速不同，向流速較快的一面產生升力，實驗過程中可以觀察翼型空心浮標I的上下位移得出升力方向，通過改變翼型空心浮標I的形狀驗證機翼產生升力與形狀的關系。
【主權項】
1.一種翼型體在流體中的受力實驗器材，其特征在于:包括翼型空心浮標(I)和透明U形流體通道(2)，翼型空心浮標(I)的下底面鑲嵌有彈性縮脹面板(10);透明U形流體通道(2)的頂端內部設置有滑槽(3)，翼型空心浮標(I)的兩端與透明U形流體通道(2)滑動連接；翼型空心浮標(I)的側面設置有一個與其內腔導通的導管(4)，導管(4)的另一端與一個安裝在透明U形流體通道(2)上的注射器(5)的輸入端連通;透明U形流體通道(2)的輸入端與一個循環栗(6)的輸出端連接，循環栗(6)安裝在流體箱(7)的上表面，循環栗(6)的輸入端與流體箱(7)的內部導通;透明U形流體通道(2)的輸出端與流體箱(7)導通;注射器(5)以及翼型空心浮標(I)內腔以及流體箱(7)內均填充有同一類型實驗流體。2.根據權利要求1所述的翼型體在流體中的受力實驗器材，其特征在于:位于透明U形流體通道(2)頂端內部的滑槽(3)邊緣設有刻度(8)。3.根據權利要求1所述的翼型體在流體中的受力實驗器材，其特征在于:流體箱(7)的下表面均勻布置有四個貼盤(9)。
【專利摘要】本實用新型公開了一種翼型體在流體中的受力實驗器材，涉及物理實驗器材技術領域。它包括翼型空心浮標和透明U形流體通道，翼型空心浮標的下底面鑲嵌有彈性縮脹面板；導管的另一端與一個安裝在透明U形流體通道上的注射器的輸入端連通；透明U形流體通道的輸入端與一個循環泵的輸出端連接，循環泵安裝在流體箱的上表面，循環泵的輸入端與流體箱的內部導通；透明U形流體通道的輸出端與流體箱導通；注射器以及翼型空心浮標內腔以及流體箱內均填充有同一類型實驗流體。本實用新型的有益效果是：通過改變翼型空心浮標的下表面的外形生動的演示上下表面形狀變化對升力的影響，便于學生理解流體力學，增加物理實驗的趣味性。
【IPC分類】G09B23/12
【公開號】CN205247731
【申請號】CN201620030537
【發明人】張秀紅
【申請人】張秀紅
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2016年1月13日