上海交通大学：《力学仿生——启示与探索》课程教学资源_教学课件_02_滑翔飞行

上浒充鱼大漫 Shanshal gina Tans Untuirsity 上海交通大学通识教育课程 力学仿生一启示与探索 第二章飞行 教师：陈俐 电话： 13916681363 地址： 木兰楼B629 Email: li.h.chen@sjtu.edu.cn 上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院

上海交通大学通识教育课程 力学仿生 —— 启示与探索 第二章 飞 行 教师： 陈俐 电话： 13916681363 地址： 木兰楼B629 Email： li.h.chen@sjtu.edu.cn 上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院

本课时内容 ·了解动物飞行运动的典型方式 ·理解滑翔飞行的过程和力学原理 ·滑翔飞行的仿生启示

本课时内容 • 了解动物飞行运动的典型方式 • 理解滑翔飞行的过程和力学原理 • 滑翔飞行的仿生启示

典型的飞行运动 ·动物界飞行得最好的是鸟类（脊椎动物)和昆虫 (无脊椎动物) 一此外，蝙蝠（哺乳动物）、史前翼龙（爬行类）、 鼯鼠、飞鱼等 鸟 南美热带雨林的夜 昆虫 空精灵—蝙蝠 飞鱼 史前翼龙 鼯鼠

典型的飞行运动 • 动物界飞行得最好的是鸟类（脊椎动物）和昆虫 （无脊椎动物） – 此外，蝙蝠（哺乳动物）、史前翼龙（爬行类）、 鼯鼠、飞鱼等 鸟 昆虫 南美热带雨林的夜 空精灵——蝙蝠 史前翼龙 鼯鼠 飞鱼

鸟类的滑翔 ·滑翔是飞行动物的一种不甚费力的飞行运动 ·依靠飞行器官流线形的特点 ·产生升力和推力以抵消身体的重力和空气的曳 力 鸟在滑翔中的受力图

鸟类的滑翔 • 滑翔是飞行动物的一种不甚费力的飞行运动 • 依靠飞行器官流线形的特点 • 产生升力和推力以抵消身体的重力和空气的曳 力 鸟在滑翔中的受力图

鸟类滑翔的运动解释 ·当鸟向地面滑翔时，双翅左右伸展不动，高度逐 渐降低，速度逐渐加快，犹如雪橇从雪坡下滑 ● 雪橇的作用可分为两部分，一部分是以直角作用 于雪坡，另一部分沿雪坡向前冲 ·前者为沉力，后者为推力 ·这两种力的大小，决定于雪坡的斜度

鸟类滑翔的运动解释 • 当鸟向地面滑翔时，双翅左右伸展不动，高度逐 渐降低，速度逐渐加快，犹如雪橇从雪坡下滑 • 雪橇的作用可分为两部分，一部分是以直角作用 于雪坡，另一部分沿雪坡向前冲 • 前者为沉力，后者为推力 • 这两种力的大小，决定于雪坡的斜度

滑翔运动的受力分析 ·鸟在滑翔中的受力分析 升力 曳力 静杆 气液方向 张开双翅的雏鸡顶着 重力 气流从滑竿向下滑 受力：升力，曳力，重力 滑竿上滑行的雏鸡

滑翔运动的受力分析 • 鸟在滑翔中的受力分析 滑竿上滑行的雏鸡 张开双翅的雏鸡顶着 气流从滑竿向下滑 受力：升力，曳力，重力

滑翔运动与受力的关系 升力 曳力 升力 曳力 气溢方 重力 重力 升力不足以支撑重力和克服曳力 结果：慢慢滑，停在竿上 升力足以克服重力和曳力 结果：越飞越高，可能脱离滑竿

滑翔运动与受力的关系 升力不足以支撑重力和克服曳力 结果：慢慢滑，停在竿上 升力足以克服重力和曳力 结果：越飞越高，可能脱离滑竿

滑翔运动与受力的关系 升力 升力 曳力 曳力 气方胸 重力 重力 升力、曳力、重力正好平衡 结果：匀速滑翔，去掉滑竿，鸟体仍可滑翔

滑翔运动与受力的关系 升力、曳力、重力正好平衡 结果：匀速滑翔，去掉滑竿，鸟体仍可滑翔

一个滑翔的小实验 ·日常经验小实验 ·在微风中释放一张纸，它和落叶一样没有固定 的运动形式，在空中飘浮一阵，最后落在地上

一个滑翔的小实验 • 日常经验小实验 • 在微风中释放一张纸，它和落叶一样没有固定 的运动形式，在空中飘浮一阵，最后落在地上

一个滑翔的小实验 ·日常经验小实验 如果折叠成一只飞鸟的形状而顺风释放时，它 有一定朝向，像一只小鸟在滑翔，较重的头部 始终在最前面，而且滑翔结束时头部总是先着 地 paper folding bird flying

一个滑翔的小实验 • 日常经验小实验 • 如果折叠成一只飞鸟的形状而顺风释放时，它 有一定朝向，像一只小鸟在滑翔，较重的头部 始终在最前面，而且滑翔结束时头部总是先着 地 paper folding bird flying