資源簡介

無人機原理與設計制作
第二單元 第1-2課時
飛機飛行時的受力分析
學情分析：
本單元是關于飛行器的空氣動力學基礎與飛機構造的理論基礎內容。相對于初中航模組的課程來說，可以對講解內容的難度與深度上略作提升。由于本課是選修課程，一方面學生對無人機的內容有一定的興趣，但同時大部分學生也不愿意花太多的力氣在這些理論知識的學習上。
教學目標：
了解飛機飛行過程中所受的力，會畫受力示意圖，并了解各個力的來源
掌握波努力方程在機翼設計中的應用
學會利用已有知識科學分析來解釋一些機械原理。
教學重點：
波努力方程與翼面上的受力分析。
固定翼與旋翼的升力區別
教學難點：
飛機飛行時翼面上的受力
教學過程：
教學環節
教學內容
學生活動
設計思路與實施要點
板書或PPT
引入
牛頓第三定律內容復習
回答問題
復習引入
在空中做勻速直線運動的受力分析
受力分析
知識點應用
原有知識的拓展與應用
幾種基本飛行動作中的受力情況：加速、減速、上升、下降
回答
將飛機看成質點
飛機不同飛行姿態的受力分析
小組討論
飛機不再能看成質點，需要考慮飛機不同部位的受力情況
抬頭上升：機頭升力〉機尾升力 總升力>總重力
低頭俯沖：機頭升力<機尾升力，總升力<總重力
翻滾：兩側機翼升力不平衡
盤旋：飛機尾翼受水平方向推力
波努力原理講解
飛機阻力、拉力與重力的分析
回答
升力分析：
提問：哪個力提供了飛機的升力？
思考
升力——
浮力？風力？引擎動力？……
問題分解：（1）升力的施力對象是誰？
（2）效果力與性質力的概念，升力對應的是哪一種性質力？
機翼上下的壓強差是如何產生的？
回答問題
波努力原理雖然有部分同學已經接觸過，但對多數同學來說理解上仍有難度。
波努力方程給出
波努力方程
拓展應用
波努力原理在其它領域的應用
迎角的影響
飛機起飛時抬升機頭的原因？
回答
迎角與升力的定性關系
討論，畫圖
這雖然是一個新的知識，但力學功底比較扎實的學生可以自行推出。因而通過小組討論的方式來處理 。
擴展：飛機失速的概念與受力情況
以上兩個知識點的綜合應用
視頻演示
波努力力的風洞實驗
飛機失速的視頻演示
觀看
視頻片斷
旋翼飛行器的受力
直升機懸停時的受力分析
畫圖
直升機的升力分析
直升機升力的來源：
牛三定律
螺旋槳上的受力分析
扭矩與尾槳。尾槳的轉速與安裝位置如何確定
總結與反思
固定翼飛行器和直升機在受力上有哪些共同觀點和不同點
小組討論
根據課堂實施情況，學生討論時給與必要的討論要點

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