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2023电力行业多旋翼无人机竞赛
10,025
单选题

下列错误的选项是( )。

A
粘性阻力是由于空气和飞行器表面接触产生的
B
形状阻力是由于空气和飞行器表面接触产生的
C
蒙皮摩擦阻力是由于空气和飞行器表面接触产生的

答案解析

正确答案:B

解析:

这道题考查的是空气动力学中不同阻力产生的物理机制。我们需要逐一分析各个选项中描述的阻力类型及其成因,从而找出错误的描述。 **1. 分析选项 A:粘性阻力** 粘性阻力(Viscous Drag)是一个广义的概念,它是指由于流体的粘性(即流体内部以及流体与固体表面之间的摩擦特性)而产生的阻力总和。在空气动力学中,粘性阻力主要包含两部分:蒙皮摩擦阻力和形状阻力(也称压差阻力中的粘性部分)。既然粘性阻力的根源在于空气的粘性,而粘性效应最直接的表现就是空气与飞行器表面接触时产生的剪切应力和边界层分离,因此说“粘性阻力是由于空气和飞行器表面接触产生的”在宏观机理上是成立的,它是粘性效应的总称。 **2. 分析选项 C:蒙皮摩擦阻力** 蒙皮摩擦阻力(Skin Friction Drag)是粘性阻力的一个组成部分。它直接来源于空气分子与飞行器表面(蒙皮)之间的摩擦。当空气流过飞行器表面时,紧贴表面的空气层速度为零(无滑移条件),而外层空气速度较快,这种速度梯度导致了剪切应力,从而产生摩擦阻力。因此,蒙皮摩擦阻力确实是由于空气和飞行器表面直接接触并发生相对运动产生的。该选项描述正确。 **3. 分析选项 B:形状阻力** 形状阻力(Form Drag),也称为压差阻力(Pressure Drag)的主要部分。它的产生主要原因是气流流过物体时,由于物体的**形状**导致气流在物体后部发生分离,形成尾涡区。尾涡区的压力低于物体前部的压力,这种前后压力差产生了阻碍物体运动的力。 虽然形状阻力的产生也与粘性有关(因为理想流体中不会发生边界层分离),但其核心成因是**物体的几何形状导致的气流分离和压力分布不均**,而不是直接由“空气与表面接触产生的摩擦”所定义。相比之下,蒙皮摩擦阻力才是直接由接触面的摩擦产生的。将形状阻力简单归结为“由于空气和飞行器表面接触产生的”是不准确且容易混淆概念的,因为它忽略了“形状导致压力差”这一核心机制,且通常我们区分“摩擦阻力”和“形状阻力”时,前者对应表面接触摩擦,后者对应形体引起的压差。 **总结:** * **蒙皮摩擦阻力**:直接源于表面接触摩擦。 * **形状阻力**:源于物体形状引起的气流分离和前后压差。 * **粘性阻力**:是上述两者的总和,源于空气粘性。 选项 B 将形状阻力的成因简单等同于表面接触产生,未能体现其“因形状导致压差”的本质特征,且在与选项 C 对比时,C 更准确地描述了接触产生的摩擦阻力,而 B 的描述则张冠李戴或表述不清,因此在三个选项中,B 是错误的描述。 故正确答案为 **B**。

相关知识点:

阻力选项判断,形状阻力产生有误

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