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1、探究固定翼飞机的升力-“机翼对升力的影响”实验探究说课稿亳州市第十八中学孙二侠尊敬的评委，大家好！我是亳州十八中的孙二侠，我的实验说课是探究固定翼飞机的升力。我将从实验背景、设计、过程、反思这四个方面进行阐述。一、实验背景本实验参考内容为粤科版选择性必修10第二章科技人文融合创新专题实践第三节航空器专题中航空器的飞行原理。教材内容主要用文字和图示解释了伯努利原理和空气动力学的应用及迎角的概念，对机翼的大小、翼型及迎角是否影响升力并没有进行拓展。但通用技术课程标准（2017版）要求以航空器设计为项目主题，挖掘其中蕴含的科学、技术、工程、艺术、社会等因素，探究他们是如何融合的。而本实验的设计就是为
2、了引导学生理解航空器中运用到的空气动力学原理。所以本实验通过让学生用自制设备比较各种机翼模型的升力及迎角与升力之间的关系。L培养以实验证明，用数据说话的严谨态度和科学意识。培养学生团队、爱国、创新实验的意识。2 .引导学生综合运用学科知识绘制图表对实验数据进行分析，形成一定的图样表达及工程思维能力。3 .引导学生优化实验方案，从而培养学生的创新设计能力。4 .通过不同实验目的设计不同的试验装置，培养学生的物化能力。）由于我校开设了航模兴趣班，很多学生对航天器知识非常感兴趣并有了一些了解。这为顺利进行本节课奠定了良好的基础。不过，高二的学生课余时间非常有限，因此通过实验理解迎角及升力与迎角的关系
3、就是本节课的重难点。二、实验设计实验共设计了四个层层递进的探究，探究一利用吹纸条让学生理解飞机升力的原理一一伯努利原理，探究二利用自制升力演示台，引导学生了解机翼越大升力也越大，但阻力也越大，因此引入翼型的概念，从而进入探究三，利用自制升力演示台，探究升力与飞机翼型的关系。接着提出问题飞机升空时，机翼与气流的夹角也就是迎角与升力有没有关系呢？引导学生进入探究时的环节，利用自制迎角升力演示台，探究升力与迎角的关系。由于活动主要通过小组合作利用自制实验装置，因此实验的主要器材是自制升力实验演示台、自制攻角升力实验演示台，这也是本实验的创新之一。（展示老升力实验装置）实验的活动形式主要是小组合作，依
4、托实验报告，填写实验数据记录单、绘制迎角与飞机升力的关系曲线图，完成实验总结，包括发现的问题、改进方法和实验心得。每一次探究，学生都经历先猜想，带着验证的欲望去收集数据、分析数据、从而得出结论这样过程。三、实验过程1 .创设情景，问题提出介绍由我国自主研制的喷气式大型客机C919成功完成首次蓝天之旅，79分钟的飞行表现惊艳了世界。提出问题，飞行中的飞机一般受哪几种力？（学生一般都会想到重力、阻力、推力和升力）接着提问：飞机的升力是如何产生的呢？升力的大小主要受什么影响呢？引入本节课一一探究飞机的升力实验。2 .探究一：升力是如何产生的？实验内容：将用宽5厘米，长20厘米的纸条，从纸条一端上方轻
5、轻吹气实验猜想：在吹气之前，请同学们猜想一下，小纸条在吹气过程中，是上升还是下沉，请把猜测结果填写在实验报告中。实验现象:现在请同学们进行实验实验原理：大家知道这是什么原因吗？这主要是什么原理？教师总结：（伯努利原理）空气流动越快，流体产生的压力就会越小。纸条上方的空气流动比下方快，从而形成压力差，使纸条向上飘起。这就是升力。提出问题：重达几百吨的大客机就是依靠升力才能翱翔蓝天，请问同学们飞机的升力主要由哪个部件产生的呢？3 .探究二升力与机翼面积会有什么关系？实验内容：把同样材料同样质量、机翼大小不同的飞机模型放在升力演示台上，用同样大小的风（固定吹风机的距离、角度、风速）去吹模型，并用电子
6、秤测量计算升力。实验猜想：请把猜想填写在实验报告中。收集数据：实验并记录数据数据分析：分析数据并给出结论，飞机的升力主要是机翼产生的，飞机的机翼面积越大，升力越大提出问题：机的机翼面积越大，升力越大，但飞机飞行中还有一种力也非常大？哪种力？学生会想到阻力，此时引导学生思考,如何解决这种冲突？引出翼型的概念,并进入探究三的环节4 .探究三升力与翼型会有什么关系？实验内容：分别把不同的翼型模型放在升力演示台上，用同样大小的风（固定吹风机的距离、角度、风速）去吹模型，并用电子秤测量计算升力。实验猜想：展示三种翼型模型，并提问哪种翼型升力最大？收集数据：实验并记录数据数据分析：分析数据并给出结论，飞机
7、的翼型不同，升力也不一样提出问题：为什么？请同学们将平凸翼型模型反过来，再用同样的风吹一下试试，它还能不能飞起来？教师总结：正面向上吹风时，由于上表面弧度大于下表面，因此上表面的气流速度更快，根据伯努利原理，升力会更大。提出问题：飞机在升空过程中，翼弦与气流的角度（也就是迎角）是不是越大越好呢？教师介绍迎角的概念5 .探究四升力与迎角会有什么关系？实验内容：改变迎角的大小，用同样大小的风（固定吹风机的距离、角度、风速）去吹演示台上的模型，探究升力大小。实验猜想：展示迎角升力演示模型，鼓励学生猜想收集数据：实验并记录数据数据分析：请同学们呈现你们的描点图像，并说出结论在一定范围内，迎角越大飞机升
8、力越大；当超过某值时，飞机升力反而变小拓展：介绍飞机失速教师总结：通过本节课的探究，你们能回答升力产生的原理是什么？机翼大小与升力存在什么关系？飞机翼型不同，升力是否一样？迎角和飞机升力存在什么关系？四、实验评价1 .学生反思教师引导学生反思在实验过程中有没有发现实验设计或实验设备有什么问题或不足吗？针对问题，能否结合所学知识进行改进和创新呢？升力还和哪些因素有关，如何设计实验验证呢？本节实验有哪些心得体会呢？2 .实验效果评价（1）以活动案例形式展开实验教学，学生学习兴趣浓厚，动手能力强，通过小组合作，并参考实验操作指南，基本都能完成探究，体验统计活动完整的实施过程，让学生体验在“做中学”的
9、乐趣；（2）利用自制的实验装置，不但调动了学生学习兴趣，而且极大的培养了学生优化创新的精神。（3）结合我国C919的最新进展，融合了人文科技创新的主题，培养了学生的爱国情怀，在孩子们心中播下了为我国航空事业发展而奋斗的种子。附件1探究固定翼飞机的升力实验报告组别成员环节：实验猜想一数据处理一实验结论实验目的：1.通过实验了解飞机升力是如何产生的2.飞机的升力与机翼的哪些因素有关实验仪器：吹风机、电子秤、升力演示台（自制）、攻角与升力演示台（自制）实验探究过程:一探究一：升力是如何产生的实验内容:用宽5厘米,长20厘米的纸条,从纸条一端上方轻轻吹气实验猜想：小纸条是在吹起过程中，纸条是A.上升B
10、.下沉实验结论：纸条是A.上升B.下沉实验原理：伯努利原理（空气快速移动，流体产生的压强就会越小,从而形成压力差）操无壬曲丽要是哪个部件产生的？实验内容：把用同样材料同样质量、机翼大小（面积）不同的飞机模型放在升力演示台上，用同样大小的风（固定吹风机的距离、角度、风速）去吹飞机模型，用电子秤测量升力。实验猜想：机翼面积越,飞机升力越大。实验数据实验结论：机翼面积越,飞机升力越大。不同机翼大小升力比较机翼大小升力（N）小中大探究三：不同翼型，飞机升力是否一样?实验内容：把用同样材料同样质量、不同机翼模型（平板翼型、对称翼型、平凸翼型）放在升力演示台上，用同样大小的风（固定吹风机的距离、角度、风速
11、）去吹机翼模型，用电子秤测量升力。实验猜想：翼型，升力最大。A.平板翼型B.对称翼型C.平凸翼型不同翼型升力比较机翼种类升力（N）实验结论：翼型，升力。平板翼型对称翼型平凸翼型探究四：不同迎角，飞机升力是否一样？实验内容：把机翼模型放在攻角与升力演示台上，改变机翼模型的迎角(090),用同样大小的风(固定吹风机的距离、角度、风速)去吹模型,用电子秤测量不同迎角的机翼升力大小。实验猜想：实验数据：不同攻角对升力影响的记录单FLlFL2FL3平均依O102030405060708090Yt升力(N)X攻角1)实验结论：在一定范围内，迎角越,飞机升力越大；但当迎角超过某一数值时，飞机升力反而。实验心得:附件2：探究四的试验步骤1）每组选取一件做好的机翼模型2）按下图组装实验装置,将升力测定支架放在天平上,并用长尾夹将模型固定在支架上。3吹风机放置于距离天平一定距离处；4）打开天平,将装置如下图放好后,调整攻角为0,将天平读数清零；5）打开吹风机,待分数稳定后,记录天平读数（多读几次取平均值）6）改变不同的攻角,记录天平读数（注意始终保持吹风机中心与机翼中心对齐）（注:更换不同的攻角时,先将吹风机关闭,待更换完毕,天平清零后,再打开吹风机,以免影响天平清零的准确度）
