技巧:《帆船运动—逆风行舟力学原理》应用物理选讲课件.ppt 21页

帆船航行原理解释 预备知识1——名词解释 帆船航行原理解释 预备知识2——伯努利原理 帆船航行原理解释 船只借助帆的每一面所产生的力量沿着迎风方向移动． 迎风面的正向力量（推力）和背风面的负向力量（拉力）合在一起形成了合力，这两种力量都作用于同一方向． 拉力是这两种力量中较强的力量． 帆船如何逆风航行 由前面无论哪一种结论都可以看出来，在完全逆风的情况下，帆船是难以前进的。 那么帆船究竟怎样逆风航行呢？ 逆风航行原理解释 开门见山地说，帆船逆风前进是走之字路的卡盟，风向与船的行驶方向有大于零的夹角，这样帆船才能前进。 需要注意的是，图中画出了一个很大“之”字型角度，这只是为了便于视图，实际中这个角度很小。 逆风航行原理解释 合力的方向与帆弦近乎垂直． 当帆弦与船只的中线平行时，主要力量几乎完全施加在侧面． 但是，如果船帆成一个小角度，以便船帆产生的力量稍微向前，则船只本身会立即前行． 这是为什么呢？ 逆风航行原理解释 船的中线（即龙骨）作用于水的方式类似于船帆作用于风的方式（即由于流速产生的力）．龙骨产生的力量与船帆倾斜力相反的力量——它使船完全保持船帆形成的力量的方向．并且尽管风帆合力始终作用于迎风的那面，但正确的迎角将使船只前行． 结论 船是跟风向成一个角度，利用帆迎风面和背风面两侧空气流速不同产生的力，以及水对船身产生的力的合力，沿着“之”字型路线逆风前进的。

因为角度较小，所以看起来好像在逆风里一样。 奥运会帆船比赛 《帆船比赛，是第30届奥运会赛事之一。1896年，第1届奥运会就把帆船列为正式竞赛项目。1900年第2届奥运会在法国巴黎举行，帆船运动共进行7个级别的比赛。除在美国圣路易斯举行的第3届奥运会没有帆船比赛，其余的奥运会都设有该项目。 参考文献 《趣味物理学》网络版，人民教育出版社 诺亚方舟的Blog，Baidu空间 * 帆船运动 LOGO ——逆风行舟力学原理 应用物理选讲小组 2012年12月 1 前言 2 借助实验分析逆风原理 3 帆船逆风航行原理解释 4 帆船的发展 目 录 contents LOGO 虽然经过几百年前人的经验，我们能粗略的了各个地区的“季风”情况，并有效的利用它。 但有时目的地的改变等不可抗拒的因素使我们不得不面对逆风情况，所以就在这里简单介绍一下帆船逆风前进原理吧 LOGO 借助实验分析逆风行舟 内容 实验1 实验2 实验3 【1】尺子实验 三角板为何向左滑动？ 【2】小车实验 帆车为何向东运动？ 【3】帆船运动 帆船逆风而行 一般来说,逆风是帆船前进的阻力, 但是如果选择合适的风帆方位,就可使逆风转化为帆船前进的动力.现在我们用简单的实验器材来做模拟小实验以获得逆风行舟的感性认识。

实验1: 将直角三角板的一边紧贴着水平桌面. 左手的两个手指放在它的两侧,使它不会倒下. 伸出右手的一个手指(或用一支铅笔)在斜边上, 对三角板施加一个向右下方的压力(图1) .看一看,三角板将向哪边运动? 三角板并没有向右滑动, 而是向左运动! 实验1: 当斜边十分光滑的时候, 它的作用效果和垂直于斜边向下的压力F几乎相同. 根据F的作用效果,我们又可以将F分解为水平向左的力F1, 和竖直向下的力F2, 其中F1 就是使三角板向左滑动的动力,当三角板受到的摩擦力比较小的时候, 就会向左运动了(图2)。 实验2:一个用木块做成的大约5cm—10cm的小车，上表面沿对角线用锯锯出一个深约1cm的槽, 把一张15cm—25cm的厚纸板插入槽中, 然后在桌面上放一块光滑的玻璃板,并将左端稍垫高, 以便下滑力与小车沿桌面向右运动时所受摩擦力平衡,这样在帆车静止时, 你如果在帆车的东南方位用嘴向西北方向吹, 就会发现帆车向东运动。 实验3:帆船逆风航行 因为帆船的方向很难调整船能逆风而进 力的分解，我们通过调整风力的角度，确实观察到了帆船逆风行驶的现象 船帆的最先着风之帆缘称作前缘，它位于船只的前部． 后部的船翼后缘称作帆的后缘． 从前缘到帆的后缘的假想水平线称作弦． 船帆的曲度称作吃水，并且从弦到最大吃水点的垂直距离称作弦深． 充满空气以形成凹面弯曲的船帆的一面称作迎风面． 向外吹以形成凸起形状的一面称作背风面． 在 1738 年，科学家丹尼尔·伯努利发现，气流速度与周围自由气流成比例增加船能逆风而进 力的分解，从而导致压力的降低，而这可令气流速度更快．这种情况在帆的背风面发生即空气流动速度加快并在帆的后面形成低压区域． 风向 帆板运动是介于帆船和冲浪之间的新兴水上运动帆板项目，帆板由带有稳向板的板体、有万向节的桅杆、帆和帆杆组成。 *