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_09_喷射法游泳

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 第三章游泳 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 第三章 游 泳 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 ·了解喷射法游泳的鱼类的结构特征 ·了解喷射法游泳的过程和力学原理

本课时内容 • 了解喷射法游泳的鱼类的结构特征 • 了解喷射法游泳的过程和力学原理

喷射法游泳 ·喷射法游泳是有些无脊椎动物特殊的游泳方式 一软体动物的乌贼、章鱼、扇贝 扇贝 乌贼 章鱼 scallop cuttlefish octopus

喷射法游泳 • 喷射法游泳是有些无脊椎动物特殊的游泳方式 – 软体动物的乌贼、章鱼、扇贝 乌贼 cuttlefish 章鱼 octopus 扇贝 scallop

喷射法游泳 ·喷射法游泳是有些无脊椎动物特殊的游泳方式 一昆虫中的蜻蜓幼虫 一腔肠动物的水母 蜻蜓幼虫 水母 Dragonfly larva acaleph

喷射法游泳 • 喷射法游泳是有些无脊椎动物特殊的游泳方式 – 昆虫中的蜻蜓幼虫 – 腔肠动物的水母 蜻蜓幼虫 Dragonfly larva 水母 acaleph

喷射法游泳 ·乌贼和章鱼 一他们的呼吸腮位于套腔之中，在头下方后端的腹面 有一种漏斗状的构造和裂口 一水通过裂口进入套腔以供呼吸 1918 L 22 23 腕足 78910 外套膜 软体动物体制模式图 1眼2角3脑神经节4齿舌5侧神经节 6足神经节7平衡胞8足9肠10脏神经节 11肛门12鳃13鳃腔14外套膜15肾脏 乌贼 16心耳17心室18生殖腺19贝壳20胃 21肝脏22唾液腺23外套腔

喷射法游泳 • 乌贼和章鱼 – 他们的呼吸腮位于套腔之中，在头下方后端的腹面 有一种漏斗状的构造和裂口 – 水通过裂口进入套腔以供呼吸 乌贼

喷射法游泳 一漏斗有来自脑的食管下叶的神经 分布，具有多种功能 一套腔壁有肌肉，肌肉收缩时水从 漏斗挤出 - 平时用腮呼吸，套腔壁肌肉有节 奏地收缩，使水以一定的方向流 过腮 当要借喷射水来加快运动时，套 腔肌肉加强收缩，水从漏斗中被 章鱼的喷射法游泳 迅速挤出，产生推力，使身体在 水中前进

喷射法游泳 – 漏斗有来自脑的食管下叶的神经 分布，具有多种功能 – 套腔壁有肌肉，肌肉收缩时水从 漏斗挤出 – 平时用腮呼吸，套腔壁肌肉有节 奏地收缩，使水以一定的方向流 过腮 – 当要借喷射水来加快运动时，套 腔肌肉加强收缩，水从漏斗中被 迅速挤出，产生推力，使身体在 水中前进 章鱼的喷射法游泳

喷射法游泳 o 体长为0.2m的章鱼，从静止状态收缩一次，在水 中推进的速度为2.1m/s 一这时水从漏斗挤出使身体后腿，漏斗也可转而向后 ,使章鱼在水中前进 其他的以喷射法游泳的水生动物，其运动速度都超 不过乌贼或章鱼的速度 章鱼 乌贼

喷射法游泳 • 体长为0.2m的章鱼，从静止状态收缩一次，在水 中推进的速度为2.1m/s – 这时水从漏斗挤出使身体后腿，漏斗也可转而向后 ，使章鱼在水中前进 – 其他的以喷射法游泳的水生动物，其运动速度都超 不过乌贼或章鱼的速度 章鱼 乌贼

蜻蜓稚虫的喷射法游泳 蜻蜓的稚虫生活在淡水中，它们的直肠形成较大 的腮室 一平时水进腮室而供应氧以进行呼吸 若在应急状态下，可通过直肠壁的肌肉加强收缩， 从肛门挤出大量的水使身体突然前进 -有的蜻蜓稚虫可应用这种方法前进30cm,每次喷 射前进6.8cm,在危急的情况下，其速度可达 50cmls,这时腹部长度缩短7%-10%，腮腔的压 力可在一瞬间升高到30gf/cm2（约2.94×10-5Pa) -从肛门射出水的速度可达250cm/s,收缩运动历时 仅0.1s，这时全部附肢紧贴胸部以减少在水中的阻 力

蜻蜓稚虫的喷射法游泳 • 蜻蜓的稚虫生活在淡水中，它们的直肠形成较大 的腮室 – 平时水进腮室而供应氧以进行呼吸 – 若在应急状态下，可通过直肠壁的肌肉加强收缩， 从肛门挤出大量的水使身体突然前进 – 有的蜻蜓稚虫可应用这种方法前进30cm，每次喷 射前进6.8cm，在危急的情况下，其速度可达 50cm/s，这时腹部长度缩短7%-10%，腮腔的压 力可在一瞬间升高到30gf/cm 2（约2.94 ×10-5Pa ） – 从肛门射出水的速度可达250cm/s，收缩运动历时 仅0.1s，这时全部附肢紧贴胸部以减少在水中的阻 力

扇贝、水母的喷射法游泳 ·扇贝：利用闭壳肌舒展收缩来开合两壳，把水从 套膜腔挤出去进行游泳 ·水母靠囊膜的收缩把水挤出而游动 背蜂 浮舞体 韧带 前缩足痕 壳 前闭壳肌痕 后缩足痕 生殖体 小指状体 出水管 后闭壳 肌痕 营养体 入水管 前伸 大指状体 生长线 足痕 B 外套膜痕 触手 无齿蚌的外形〔A)及右壳的内面观(B)示痕 (自Marbeeb等) 僧把水母形态构造

扇贝、水母的喷射法游泳 • 扇贝：利用闭壳肌舒展收缩来开合两壳，把水从 套膜腔挤出去进行游泳 • 水母靠囊膜的收缩把水挤出而游动