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西固区实验学校
四年级地方课教案
执教人：顾毅忠
模块一 纸模型飞机
第一课 航空模型基础知识
教学目的：
1、巩固提高航空模型的基础知识，了解开展航空模型活动的作用及一些常用术语；
2、丰富航模知识，激发学习兴趣，增强参与意识 教学重难点：
1、了解航模基础知识，培养兴趣
2、常用术语在航模制作中的作用 教学过程：
一、什么叫航空模型。
国际航联制定的竞赛规则里明确规定“航空模型是一种重于空气的，有尺寸限制的，带有或不带有发动机的，不能载人的航空器，就叫航空模型。其技术要求是： 最大飞行重量同燃料在内为五千克；最大升力面积一百五十平方分米； 最大的翼载荷100克/平方分米； 活塞式发动机最大工作容积10亳升。
1、什么叫飞机模型
一般认为不能飞行的，以某种飞机的实际尺寸按一定比例制作的模型叫飞机模型。
2、什么叫模型飞机
一般称能在空中飞行的模型为模型飞机，叫航空模型。
二、开展航空模型活动的作用
航空模型是各种航空器模型的总称。它包括模型飞机和其他模型飞行器。航空模型活动从一开始起就引起人们浓厚的兴趣，而且千百年来长盛不衰．主要原因就
在于它在航空事业的发展和科技人才的培养方面，起着十分重要的作用。1．航空模型是探索飞行奥秘的工具
人类自古以来就幻想着飞行。昆虫、岛禽、风吹起树叶和上升的炊烟，都曾引起过人类飞行的遐想。西汉刘安在《淮南子》中记载着后羿的妻子嫦娥偷食了长生药而飞上月宫的美妙故事。这反映了古人对飞行的追求和向往。
在载人的航空器出现之前，人类就创造了许多能飞的航空摸型。不断地探索着飞行的奥秘。距今两千多年前的春秋战国时期．我们的祖先就制作出能飞的木鸟模型。《韩非子》记载着：“墨子为木鸢，三年而成，飞一日而败。”宋朝李昉等人编的《太平御宽》中也有“张衡尝作木鸟，假以羽翩，腹中施机，能飞数里”的记载。另外，还制作出种类繁多的孔明灯、风筝和竹蜻艇等。唐代以后，我国的风筝传到国外，在世界上流传开来。西方有人用风筝敢飞行试验，探索制造飞机的可能。美国的莱特兄弟是世界上第一架飞机的制作者，他们的飞机在1908年12月17日试飞成功。他们就是先用大风筝进行种种试，然后制造出滑翔机，解决了升降，平衡，转弯等问题，最后才把飞机制造成功的。在飞机发明之前，航空模型具有强烈的探索性质，在飞机发明之后，航空模型仍然是研究航空科学的必要工具。每一种新飞机的试制，都要先在风洞里用模型进行试验，甚至连航天飞机这样先进的航天器，也要经过模型试验阶段，取得必要的数据，才能获得成功。
飞机和模型飞机之所以能飞起来，是因为机翼的升力克服了重力。机翼的升力是机机翼和水平尾翼除产生升力外也产生阻力，其他部件一般只产生阻力。翼上下空气压力差形成的。当模型在空中飞行时，机翼上表面的空气流速加快，压强减小；机翼下表面的空气流速减慢压强加大(伯努利定律)这是造成机翼上下压力差的原因。机翼上下流速变化的原因有两个：a、不对称的翼型；b、机翼和相对气流有迎角。翼型是机翼剖面的形状。机翼剖面多为不对称形，如下弧平直上弧向上弯曲(平凸型)和上下弧都向上弯曲(凹凸型)。
二、模型飞机的组成
模型飞机一般与载人的飞机一样，主要由机翼、尾翼、机身、起落架和发动机五部分组成。
1、机翼––是模型飞机在飞行时产生升力的装置，并能保持模型飞机飞机飞行时的横侧安定。
2、尾翼––包括水平尾翼和垂直尾翼两部分。水平尾翼可保持模型飞机飞行时的俯仰安定，垂直尾翼保持模型飞机飞行时 的方向安定。水平尾翼上的升降舵能控制模型飞机的升降，垂直尾翼上的方向舵可控制模型飞机的飞行方向
3、机身––将模型的各部分联结成一个整体的主干部分叫机身。同时机身内可以装载必要的控制机件，设备和燃料等。
4、起落架––供模型飞机起飞、着陆和停放的装置。前部一个起落架，后面两面三个起落架叫前三点式；前部两面三个起落架，后面一个起落架叫后三点式。
5、发动机––它是模型飞机产生飞行动力的装置。模型飞机常用的动力装置有：橡筋束、活塞式发动机、喷气式发动机、电动机。
四、航空模型技术常用术语
1、翼展––机翼（尾翼）左右翼尖间的直线距离。（穿过机身部分也计算在内）。
2、机身全长––模型飞机最前端到最末端的直线距离。
3、重心––模型飞机各部分重力的合力作用点称为重心。
4、翼型––机翼或尾翼的横剖面形状。
5、翼弦––前后缘之间的连线。
6、展弦比––翼展与平均翼弦长度的比值。展弦比大说明机翼狭长。
五、关于航模的一些基本问题
1、升力和阻力
飞机和模型飞机之所以能飞起来，是因为机翼的升力克服了重力。机翼的升力是机翼上下空气压力差形成的。
当模型在空中飞行时，机翼上表面的空气流速加快，压强减小；机翼下表面的空气流速减慢压强加大(伯努利定律)。这是造成机翼上下压力差的原因。
机翼上下流速变化的原因有两个： a、不对称的翼型；
b、机翼和相对气流有迎角。翼型是机翼剖面的形状。机翼剖面多为不对称形，如下弧平直上弧向上弯曲(平凸型)和上下弧都向上弯曲(凹凸型)。对称翼型则必须有一定的迎角才产生升力。
升力的大小主要取决于四个因素： a、升力与机翼面积成正比；
b、升力和飞机速度的平方成正比。同样条件下，飞行速度越快升力越大； c、升力与翼型有关，通常不对称翼型机翼的升力较大；
d、升力与迎角有关，小迎角时升力(系数)随迎角直线增长，到一定界限后迎角增大升力反而急速减小，这个分界叫临界迎角。
机翼和水平尾翼除产生升力外也产生阻力，其他部件一般只产生阻力。
2、平飞
水平匀速直线飞行叫平飞。平飞是最基本的飞行姿态。维持平飞的条件是：升力等于重力，拉力等于阻力。
由于升力、阻力都和飞行速度有关，一架原来平飞中的模型如果增大了马力，拉力就会大于阻力使飞行速度加快。飞行速度加快后，升力随之增大，升力大于重力模型将逐渐爬升。为了使模型在较大马力和飞行速度下仍保持平飞，就必须相应减小
迎角。反之，为了使模型在较小马力和速度条件下维持平飞，就必须相应的加大迎角。所以操纵(调整)模型到平飞状态，实质上是发动机马力和飞行迎角的正确匹配。
3、爬升
前面提到模型平飞时如加大马力就转为爬升的情况。
爬升轨迹与水平面形成的夹角叫爬升角。一定马力在一定爬升角条件下可能达到新的力平衡，模型进入稳定爬升状态(速度和爬角都保持不变)。稳定爬升的具体条件是：拉力等于阻力加重力向后的分力(F=“X十Gsinθ)；升力等于重力的另一分力(Y=GCosθ)。爬升时一部分重力由拉力负担，所以需要较大的拉力，升力的负担反而减少了。
和平飞相似，为了保持一定爬升角条件下的稳定爬升，也需要马力和迎角的恰当匹配。打破了这种匹配将不能保持稳定爬升。例如马力增大将引起速度增大，升力增大，使爬升角增大。如马力太大，将使爬升角不断增大，模型沿弧形轨迹爬升，这就是常见的拉翻现象。
4、滑翔
滑翔是没有动力的飞行。滑翔时，模型的阻力由重力的分力平衡，所以滑翔只能沿斜线向下飞行。滑翔轨迹与水平面的夹角叫滑翔角。
稳定滑翔(滑翔角、滑翔速度均保持不变)的条件是：阻力等于重力的向前分力(X=GSinθ)；升力等于重力的另一分力(Y=GCosθ)。
滑翔角是滑翔性能的重要方面。滑翔角越小，在同一高度的滑翔距离越远。滑翔距离(L)与下降高度(h)的比值叫滑翔比(k)，滑翔比等于滑翔角的余切滑翔比，等于模型升力与阻力之比(升阻比)。Ctgθ=”1/h=k。
滑翔速度是滑翔性能的另一个重要方面。模型升力系数越大，滑翔速度越小；模型翼载荷越大，滑翔速度越大。
调整某一架模型飞机时，主要用升降调整片和重心前后移动来改变机翼迎角以达到改变滑翔状态的目的课后总结：
第二课 了解一些空气动力知识
教学目标：
让同学了解部分简单的物理知识和航空知识 以及制作简单的飞机模型
教学重点：
动手制作模型（加强同学之间的合作关系，在制作模型的过程中学习）
教学难点：
1． 如何把一个物理知识简单的通俗的讲给同学们
2．如何在资源有限的情况下让每一个同学都能够参与到制作过程 3．如何激发同学们的积极性 课前准备：纸，乳胶
过程： 引入话题：
1、提问题：大家知道有哪些飞机种类？
2、让同学简单的画一下自己认为的任何一种飞机样子
3、让同学们观察飞机的某些特点（同学们自己找，自己说）
为什么飞机会有这些特点呢？（只讲关于机头和机翼的）就此引入一些物理知识：
速度是什么？（一分钟）我们怎样让飞机的速度变大？
借此讲解空气阻力：
问：“同学们，大家觉得空气是什么？
为什么同时把一张平摊着的纸和一张立起来的纸一起从高出扔下（这时可以让两个同学帮忙给大家演示一下）这是因为有空气托着纸平摊的纸会有更多的空气托着（此时边说边做演示）
为什么大雁飞的时候是人字形？与飞机的造型有何联系。简单介绍空气阻力
在黑板上画出一个正常的飞机头和一个不是尖头的飞机头问同学哪个会跑得快一些。为什么？（给大家一分钟回答）(此处有个小奖励)
飞机是靠什么在空中运行？飞机那么重为什么不会掉下来？
那么既然空气可以阻挡飞机前进，会不会也是空气把飞机托着？为什么不能把我们托着飞呢？
做吹纸实验：：
问同学：“如果向 两张平行垂直的纸中间使劲的吹气纸会怎么样！？（让同学们先猜一下然后再让做实验）这个时候每个人都要参与，每个人都做这个实验。
分小组六人一组讨论如何制作自己设计一下。可以先用纸做一个简单的样子。
需要同学把自己设计的东西简单的画一下
大家相互比较：每个组派出一个代表简单的介绍一下自己组的成果大家投票选出最好的一两个
同学提问题时间
第三课 纸模型飞机的制作
【教学目标】
1、学会简单模型飞机的制作。
2、让学生在成功的喜悦中产生对航空航天的兴趣。【教学重点、难点】纸飞机的状态调整 【教学过程】 教学过程：
1、阅读与讲解
纸模型飞机是航模飞机里最简单的，它用料少、构造简单，对放飞场地的要求不高，而且容易放飞成功。最简单的纸模型飞机只要一张纸，一把剪刀，几分钟的时间就能做成，因此，深受大家喜爱。
纸模型飞机选择合适的纸非常重要。纸用得不合适，纸模型飞机就不能飞好。对制作模型飞机的纸一般要求“平”、“挺”、“轻”。“平”是指没有折过的纸，卷过的纸也要压平以后再用，这样制作出来的模型平直，容易调整。“挺”是指纸要有刚性，不能软绵绵的。“轻”是指纸的重量要轻。一般用来制作纸模型飞机的纸有绘图纸、卡片纸、白板纸、书披纸等。不同类型的模型飞机，要用不同的纸制作，较薄的纸多用来制作较小的模型。
2、实践制作
先画出一架三角翼纸模型飞机的图纸，我们就以这架模型为例，介绍纸模型飞机的制作方法。
制作材料：16开绘图纸一张，纸要平整，不能卷曲或有折痕。制作步骤：
（1）按图纸上的尺寸外形，用剪刀沿外轮廓实线准确地剪下每一个零件。（2）把零件a沿中线对折，再沿两边的虚线向外翻出两个边。（3）把零件b和d沿点划线分别粘在零件a的AB和CD上。
（4）在零件c的虚线下面剪开两个小口，把虚线下面的三个部分沿虚线交错着向左右分开，粘在零件的中部。粘好的模型应该和图纸上立体图所示的样子相同。
（5）在零件b上沿EF剪开两个小口，然后沿虚线把这两部分向下弯一点。（6）在零件d上沿GH剪开两个小口，并沿虚线把这两部分向上弯一点。（7）对照图纸检查各部分安装是否正确。还要检查这架模型飞机的重心位置，应该在O点附近。如果重心靠后，可以在模型机头上夹一个回形针配重。
3、试飞调整：
纸模型飞机的试飞不用很大的场地，在操场上，甚至在教室内都可以。纸模型一般很小（翼展大约在200毫米以下），重量轻，不能在大风中飞行。
试飞的时候，可以先用手投做水平滑翔试飞。手投方法是：用手拿住机翼下面重心附近部位，使机身呈水平状态，机头稍微向下倾斜，轻轻向前水平投出。
如果模型制作准确，它应该平稳地倾斜向下滑去；如果飞机先向上仰，然后向下扎，飞行轨迹呈波浪形，原因有两个：一个是“头轻”就是重心太靠后了，另一个是机翼的迎角过大。我们应在机头配重或把机翼后缘向下弯一些；如果飞机出手后以很大的角度冲向地面，原因也有两个：一是“头重”，就是重心太靠前了，另一个是机翼的迎角过小，升力不够。我们可以检查重心或把机翼的后缘向上弯一些；如果出手后，飞机向左或向右在空中画出一个弧形轨迹，说明模型飞机左右不平衡，应先调整机翼平衡，然后调整垂直尾翼，直到飞机能正常飞行为止。
4、课外实践
比一比谁的模型做得好、飞得远？ 课后总结：
