当前问题:鸟类的翅膀由一片片排列规则的分级的____组成,能通过不断改变翅的形状、大小以及翅与身体间的角度,来满足飞行的空气动力学要求。
正确答案:羽毛
题目来源:《十万个为什么》(第六版》(上海世纪出版股份有限公司少年儿童出版社2014年版)
出题单位:暂无
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飞行需要强有力的翅膀来拍击空气产生升力和推力。与昆虫、蝙蝠等其他会飞的动物不同,鸟类的翅膀由一片片排列规则的分级的羽毛组成,能通过不断改变翅的形状、大小以及翅与身体间的角度,来满足飞行的空气动力学要求。
鸟儿的飞行主要分成两个部分,扑翼飞行和滑翔飞行。扑翼飞行是鸟类飞行的基本方式,也就是鸟儿扑打翅膀的过程。在翅膀扑打过程中,翅膀会将空气快速往下推,在反作用力的作用下,鸟儿便可以获得向上的升力。特别是在起飞以及飞行中需要获得更大的升力和冲力时。
鸟类飞行时靠双翼快速、有力扇击而产生动量。在世界著名期刊《Nature》中,就有科研人员发表了一篇关于蜂鸟飞行过程中的空气动力学研究,描述了蜂鸟飞行过程中周边空气的流动状态。
另外鸟类翅膀上的羽毛还有着非常特殊的结构,首先鸟类的羽毛非常的光滑,这在一定程度上减少了飞行过程中的阻力。并且鸟类的骨头和羽毛都是中空结构,大大地减少了翅膀的密度,减轻了自身的重量。
通过鸟类翅膀羽毛的分布可以发现,在翅膀向上挥动的时候,鸟类翅膀上的羽毛可以像百叶窗一样打开,使气流穿过翅膀,因此翅膀在往上挥时,产生的阻力很小;当翅膀向下挥动的时候,相当于百叶窗关闭。此时的翅膀就变成了密不透风的墙,向下挥动的时候,空气就会给翅膀很大的向上的力,也就是升力。当升力大过重力的时候鸟就可以起飞离开地面。
当鸟类扑翼式飞行达到了一定的速度后则会开始滑翔,滑翔过程中,由于鸟类翅膀与水平面之间存在一定的仰角,同时鸟类翅膀的流线结构能够产生康达效应,从而在滑翔的过程中不断保持升力。
长期以来,鸟类空气动力学的研究表明,细长(高长宽比)的翅膀对长距离飞行是最有效的。翅膀修长、飞行效率高的物种,如谷燕(Hirundo rustica),可以迁徙分散到很远的地方,而翅膀短而圆的物种,如家雀(Passer domesticus),则会在靠近筑巢地点飞行。
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