温州市2015年初中生综合实践活动成果评比

课题名称： 纸飞机飞行距离的奥妙

研究时间： 2015年3月—2015年4月

学校名称： 永嘉县崇德实验学校

班 级： 八年级2班

组长姓名： 方 璇

执 笔 人： 方 璇

小组成员： 廖 静

指导老师： 潘正豹

纸飞机飞行距离的奥妙

课题单位：永嘉县崇德实验学校

课题成员：方璇、廖静

指导老师：潘正豹

【摘要】 纸飞机是我们童年的乐趣之一，曾给我们带来了无限的欢乐。然而，同样的白纸，在不同人手中，折出来的纸飞机飞行的距离却会有着明显的差别。那么，究竟是什么影响着纸飞机飞行的距离，造成如此明显的差异？本课题组员旨在研究影响纸飞机飞行距离长短的因素，从而提出“如何让纸飞机飞得更远”的基本理念。

【关键词】 纸飞机；飞行距离

一、研究缘起与背景

纸飞机，顾名思义，纸飞机是一种用纸做成的玩具飞机。小时候，几乎家家户户的孩子都会折纸飞机，并通过飞行距离的长短、时间等方式进行比赛。小小的一个纸飞机给我们的童年增色不少。然而，对于同样白纸折出的纸飞机为何会飞出不同的距离，这是童年的我们来不及深思的问题。现在，转过头来思考这个问题，是什么在无形中影响着我们的纸飞机呢？综上所述，小小的纸飞机中竟蕴藏了这般奥妙，我们决定深入研究影响纸飞机飞行距离长短的因素。小时候的游戏现在却变成了研究对象，不仅增长自己的见识，意义也变得更加深刻。

二、课题研究前期工作

（一）查询资料、增长见识

1.纸飞机飞行的原理

抛掷时的推力会使纸飞机机翼上下的压力不同，这种压力差形成了一股“升力”，克服了重力的作用。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，从而使纸飞机飞行。

2. 纸飞机的发展史

纸飞机是一种用纸做成的玩具飞机，简单快捷。用纸制作玩具被认为起源于2000年前的中国，那时的纸玩具叫做风筝，是一种流行的娱乐项目。但与纸飞机相比并不完全相同。虽然这些可以被看作是现代纸飞机的证据，但是没有人能有把握地提供准确的证据指出到底这项发明到底起源于哪里。随著时间的推移，纸飞机速度、浮力和外形的设计已经有了较大的改进。最早能追溯到年代的纸飞机是西方在1909年制作的。然而，现在最为人们所接受的制作方法是由约翰·K·诺斯罗普在1930年所制作的。诺斯罗普尝试用纸飞机来做模拟测试来发现真实飞机的飞行机理。

3. 纸飞机的世界记录

在教室里扔纸飞机过去一直是那些不遵守纪律的学生的“专利”，但纸飞机已经飞出教室，成为一种深受人们喜爱的全球性运动，各地的纸飞机迷们将有机会在世界纸飞机锦标赛上一决高下。

三、研究内容与过程

（一）提出猜想

为了研究影响纸飞机飞行距离长短的因素，我们决定询问不同的人的想法，并整理得出，如下：

1.可能与纸质有关；

2.可能与抛射的角度有关；

3.可能与风向有关；

4.可能与纸飞机的重心位置有关；

5.……

（二） 准备实验

1．材料的准备

2．纸飞机的折法

纸飞机的折法各种各样，本实采取以下这一种折法的纸飞机进行实验。

3．实验方法

在较空旷的户外场所进行实验。为了控制实验变量单一，纸飞机的起飞的动力由大功率吹风机控制。将吹风机固定在座椅上，吹风机前铺上光滑的白纸作为滑道，由硬纸板控制风力的有无。

4．开始实验

（1）关于纸质

实验方案：用A4大小的复印纸、厚纸板、国画纸分别折出三种相同的纸飞机，选一个无风的地方，在同一高度水平抛出，落地后以量尺测量其飞行距离，重复实验五次，记录结果，并制成表格。

实验结果：表1-1

（2）关于抛射的角度

实验方案：用A4大小的复印纸分别折出三种相同的纸飞机，选一个无风的地方，在同一高度分别以0°、0°~45°、45°~75°分别抛出，落地后以量尺测量其飞行距离，重复实验五次，记录结果，并制成表格。

实验结果：表2-1

（3）关于风向

实验方案：用A4大小的复印纸折出纸飞机，选一个有风的地方，以顺风、逆风两种方向在同一高度水平抛出，落地后以量尺测量其飞行距离，重复实验五次，记录结果，并制成表格。

实验结果：表3-1

（4）关于纸飞机的重心位置

实验方案：用A4大小的复印纸折出三种相同的纸飞机，命为1号、2号、3号，分别在1号距头部1/2处、2号距头部1/3处、3号距头部1/4处夹一枚回形针，在无风处以同一高度水平抛出，落地后以量尺测量其飞行距离，重复实验五次，记录结果，并制成表格。

实验结果：表4-1

四、研究结果

（1）由表1-1可知，复印纸制作的纸飞机平均飞行距离最远。由此可知，纸质是影响纸飞机飞行距离长短的因素之一。纸质决定着纸飞机的重量，适当的重量可以保持纸飞机飞行过程中的稳定，过轻或过重都会适得其反；

（2）由表2-1可知，纸飞机抛射角度以45°内为最佳。比较结果，可发现抛射角度为影响纸飞机飞行距离长短的因素之一。我们认为可能当抛射角度为75°时，需要一个向上的很大的力，而推力大多被其抵消，二力不平衡，受到重力作用而往下。当抛射角度为0°，同样不易于飞行。而抛射角度为45°内的纸飞机既不需要很大的升力，同时气流产生的助力远远大于0°时，飞行距离自然比较远。

（3）由表3-1可知，在顺风情况下的纸飞机平均飞行距离较远。所以可以得出风向亦为影响纸飞机飞行距离长短的因素之一。顺风时可以增加纸飞机抛射时的推力，使飞行距离大大延长，反之，逆风时，推力被逆风的阻力所抵消，飞行距离自然大打折扣。

（4）由表4-1可知，重心位置距头部为1/3处时效果最好。同样，可以得出重心位置会影响纸飞机飞行距离的长短。纸飞机的重量偏轻，一枚回形针的重量在此时便不可忽视。飞行时，因向上飞，升力大多作用于机身下侧，在头部位置增加重量，有利于纸飞机飞行，但必须在一定范围内。当1/2处时，重心位置太过于前，1/3处时，重心位置又太过于后，反而不利于其飞行。

综上所述，影响纸飞机飞行距离长短的因素有很多，例如折纸飞机的纸质、抛射角度、风向以及重心位置。

在实验过程中，我们发现一个很有趣的现象，在纸飞机抛掷前，我们总会下意识地向纸飞机哈气。小时候，我们可能将其当作一种对自己的加油鼓励，希望纸飞机能飞得比别人远。那么，抛掷纸飞机前哈气是否可以让使纸飞机飞得更远呢？通过查阅相关资料，我们可以得出向纸飞机哈气可以使机头变重，使其飞行中保持平衡，从而使纸飞机飞得更远的结论。

纸飞机机头较小，虽然能减少阻力，但同时导致机头质量过轻、机身质量不平均。纸飞机抛掷前先哈一口气，湿润后的飞机头会稍比平常重一些，能够使机身整体保持平衡，有效减少风阻从而让飞机飞的更远。此外，机头稍重能起到带动作用，如果机身后部质量过重，纸飞机在飞行过程中则容易后翻。

五、如何让纸飞机飞得更远

在实验的基础上，查阅部分资料得出以下若干条建议：

1.选用的纸质为硬度适中的A4纸为佳；

2.在纸飞机的机头处适当增加重量，可确保飞行稳定，同时重心位置应该靠前，防止纸飞机摇摆；

3.应注意纸飞机前后机身的平衡。若机头太重，飞机很容易一头扎在地上；反之，机头太轻，机尾重于机头，易造成机头上翘，导致失速。可以适当调整纸飞机外形，或采取加重（如回形针、胶带）的方式；

4.投掷纸飞机时，若在有风的情况下，不要侧风投飞，此时易被风刮偏，顺风投飞最好是在风速不大时，逆风投掷，投出的角度稍大于水平角度，约为15度左右（注：实验所得是45°，查阅资料可知最佳投掷角度为15°）；

5.投掷纸飞机时，用力不用太大。用力越大，阻力也会随之增大。又因为纸张的强度有限，太大的阻力只会使得纸飞机变形，达不到原来的效果，适得其反；

6.纸飞机尽量折得两边对称，同时翅膀和机身的比例要恰当。若机身小翅膀大，纸飞机有足够的升力，但重心上抬，投出去的飞机容易发飘；相反，机身大而翅膀小，重心过于下移，此时的飞机好比扔出去的纸团，没有飞行滑翔的路程，效果不佳。同时翅膀和机身比例随纸飞机的形状和纸质而改变，不断尝试、调整就能找到最佳比例；

7.最重要的是耐心加细微调整，从而达到最佳效果。

六、研究后记

对纸飞机的深入探究，使我们明白了“细节决定成败”的道理，一只小小的纸飞机能飞多远竟能牵扯出如此多的影响因素和折纸技巧。由小见大，所谓的飞机更是比这精巧数千倍，再加上载人的风险，其中所深入的知识更是比这复杂千百倍，让我们深刻意识到了科研人员的辛苦。同时，这次研究也告诉着我们，做任何事都应该面面俱到，从纸飞机的玩乐小事到研究飞机的国家大事，理应考虑细节，方能做事周全。

纸飞机飞行距离的奥秘