在某兴趣小组的同学观察到:①飞机在起飞和航行时机翼的仰角不同;②飞机越大其机翼越大。他们想探究“机翼获得升力的大小与机翼仰角、机翼面积有什么关系?”(注:机翼仰角为机翼下表面与水平面的夹角,机翼面积指机翼在水平面上投影的面积)
他们利用塑料泡沫等材料自制了三个质量相同、形状相同、面积不同的机翼模型,把圆柱形空心笔穿过“机翼”并固定在“机翼”上,将一根金属杆从笔杆中穿过并上下固定,确保“机翼”能沿金属杆在竖直方向移动,将“机翼”挂在测力计的下方,实验装置如图所示。
(1)用鼓风机对着“机翼”吹风模拟飞机在空中飞行,当鼓风机向右吹风时,以气流为对照物,飞机向 飞行;
(2)为了研究“机翼”获得的升力与仰角的关系,他们对同一个“机翼”吹风,并保持风速不变,只改变“机翼” 的大小,观察并记录测力计的示数,在其他条件相同时,更换面积不同的“机翼”重复上述实验,实验记录如表:
(每次吹风前测力计示数均为
机翼面积 测力计示数 机翼仰角 |
275 |
395 |
566 |
(水平) |
3.2 |
3.0 |
2.6 |
较小 |
3.0 |
2.9 |
2.4 |
较大 |
2.9 |
2.8 |
2.3 |
最大 |
3.1 |
2.9 |
2.7 |
①在上述实验中,吹风前后测力计示数的 即为“机翼”获得升力的大小;
②通过分析数据可以得出结论:当质量、形状、机翼面积和风速相同时,仰角增大,获得的升力 (选填“一定”或“不一定” 增大;当质量、形状、仰角和风速相同时,机翼面积越大,获得的升力 ;
③实验时,“机翼”沿金属杆上升,金属杆对笔杆有向 的摩擦力,因此测得的升力应 “机翼”实际获得的升力。