上海交通大学：《物理异想》课程教学资源（论文资料）蜂鸟的飞行

蜂鸟的飞行 5100309358程立 蜂鸟是世界上最小的鸟，而它的飞行也是独树一帜。它不但能悬停在空中， 而且是唯一可以向后飞的鸟。那么它是如何做到的呢？ 我们都知道鸟类飞行有着身体上的优秀特质。鸟身体呈流线型有利于飞行， 鸟的骨头是空的，里面是空气，这大大减轻了鸟类飞行时的负重。此外鸟胸部的 肌肉十分发达，而鸟类特有的双重呼吸保证了鸟类飞行的能量。而蜂鸟能够快速 拍打翅膀，每分钟能达到900-4800次。蜂鸟的心跳达到了惊人的每分钟500次， 这使它能为翅膀的快速运动提供足够的能量。为了适应这样的新陈代谢速率，蜂 鸟每天消耗的食物远超自己体重。但蜂鸟也有一种适应这种生活的特性，它能在 夜晚或不飞行时降低身体消耗，降低心跳和呼吸的速率。 一般鸟类的飞行，是靠翅膀向下扇产生的升力；而昆虫的飞行，翅膀向上扇 产生一半的升力，翅膀向下扇产生另一半的升力。70年前，鸟类学家在野外用 高速摄影机拍摄了大量蜂鸟飞行时的影片，这些影片用正常速度放映，蜂鸟的飞 行动作就被放慢了。从这些影片中看到，在飞行时，蜂鸟的翅膀在身体两侧垂直 上下飞速扇动。悬停在空中时，蜂鸟的翅膀，每秒扇动54次，在垂直上升、下 降或前进时每秒扇动75次。蜂鸟就是靠翅膀的快速扇动飞行和悬停的。根据这 些高速影片，人们一直认为，蜂鸟在盘旋飞翔时，采用的是昆虫的飞行方式。而 美国科学家华力可通过观察蜂鸟尾部的气流，发现事实并非如此。研究小组在空 气中注入细小的橄榄叶油滴，然后用激光就能发现蜂鸟周围的气流。观察发现， 蜂鸟飞行时总是保持身体垂直于地面，它的翅膀在向上拍打时会将翅膀翻转，它 的飞行，翅膀向下扇产生75%的升力，翅膀向上扇产生25%的升力。这说明蜂鸟 的飞行方式介于鸟类和昆虫之间，这我们就容易理解为什么蜂鸟能像昆虫一样悬 停在空中了

蜂鸟的飞行 5100309358 程立 蜂鸟是世界上最小的鸟，而它的飞行也是独树一帜。它不但能悬停在空中， 而且是唯一可以向后飞的鸟。那么它是如何做到的呢？ 我们都知道鸟类飞行有着身体上的优秀特质。鸟身体呈流线型有利于飞行， 鸟的骨头是空的，里面是空气，这大大减轻了鸟类飞行时的负重。此外鸟胸部的 肌肉十分发达，而鸟类特有的双重呼吸保证了鸟类飞行的能量。而蜂鸟能够快速 拍打翅膀，每分钟能达到 900-4800 次。蜂鸟的心跳达到了惊人的每分钟 500 次， 这使它能为翅膀的快速运动提供足够的能量。为了适应这样的新陈代谢速率，蜂 鸟每天消耗的食物远超自己体重。但蜂鸟也有一种适应这种生活的特性，它能在 夜晚或不飞行时降低身体消耗，降低心跳和呼吸的速率。 一般鸟类的飞行，是靠翅膀向下扇产生的升力；而昆虫的飞行，翅膀向上扇 产生一半的升力，翅膀向下扇产生另一半的升力。70 年前，鸟类学家在野外用 高速摄影机拍摄了大量蜂鸟飞行时的影片，这些影片用正常速度放映，蜂鸟的飞 行动作就被放慢了。从这些影片中看到，在飞行时，蜂鸟的翅膀在身体两侧垂直 上下飞速扇动。悬停在空中时，蜂鸟的翅膀，每秒扇动 54 次，在垂直上升、下 降或前进时每秒扇动 75 次。蜂鸟就是靠翅膀的快速扇动飞行和悬停的。根据这 些高速影片，人们一直认为，蜂鸟在盘旋飞翔时，采用的是昆虫的飞行方式。而 美国科学家华力可通过观察蜂鸟尾部的气流，发现事实并非如此。研究小组在空 气中注入细小的橄榄叶油滴，然后用激光就能发现蜂鸟周围的气流。观察发现， 蜂鸟飞行时总是保持身体垂直于地面，它的翅膀在向上拍打时会将翅膀翻转，它 的飞行，翅膀向下扇产生 75%的升力，翅膀向上扇产生 25%的升力。这说明蜂鸟 的飞行方式介于鸟类和昆虫之间，这我们就容易理解为什么蜂鸟能像昆虫一样悬 停在空中了