降落伞的选择

《降落伞》教学设计

教学内容：

苏教版小学科学四年级下册P51-52

教学目标：

过程与方法：

1、能够利用现有材料，设计并制作简易降落伞。

2、能够设计实验探究影响降落伞下降速度的因素。

科学知识：

1、知道降落伞缓慢下降的原因。

2、初步了解影响降落伞下降速度的因素。

情感态度与价值观：

1、认识到科技发展对人类社会的促进作用。

2、具有合作与参与的意识，主动进行分享与交流的品质。

3、培养对科学问题进行反复尝试与探索的精神。

教学重点、难点：

探究降落伞下降的速度与哪些因素有关。

教学准备：

1、线段、铁环、塑料纸、秒表等制作和测试简易降落伞的材料。

2、“神舟六号”飞船返回录像，实验记录单。

教学过程：

一、导入新课：

你们知道“神舟六号”飞船是如何安全返回地面的吗？

多媒体放映“神六”安全返回的录像片段。

降落伞为什么能起到保护人或物的作用呢？它降落的快慢与什么有关呢？

今天我们就一起来认识和研究降落伞。（出示课题）

二、认识降落伞：

多媒体课件出示形形色色的降落伞。

降落伞一般由哪几部分构成？

降落伞在下降的过程中会受到哪些力的作用？

这些力的方向是怎样的呢？

（根据学生发言在图上画出表示重力、空气阻力的箭头）

三、制作降落伞：

我们现在了解了一些关于降落伞的知识，同学们想不想自己拥有一个降落伞呢？

自学P51简易降落伞的制作要求。

学生小组合作，制作降落伞。（播放轻缓的音乐，教师巡回察看并作必要的指导）

四、玩降落伞：

学生到室外的场地上玩自己制作的降落伞。

各小组交换降落伞玩。

学生交流玩的情况。在玩的过程中有什么发现吗？

猜测：降落伞下降的快慢可能与什么因素有关？

五、研究降落伞： 1、制订实验方案：

对于降落伞为什么下降得有快有慢，大家提出了一些假设。这些假设是否正确呢？我们可以动手实验一下。

降落伞 材料

降落伞是一种用来减缓坠落速度的装备，通常由伞布、伞骨和连接绳组成。在选择降落伞材料时，需要考虑伞布的质量、伞骨的坚固程度以及连接绳的耐磨性能。下面将介绍一些常见的降落伞材料及其特点。

首先，伞布是降落伞的主要材料之一，它直接影响着降落伞的飞行性能和耐用度。常见的伞布材料有尼龙、聚酯纤维和涤纶等。尼龙具有轻质、耐磨、耐撕裂的特点，是制作降落伞的常用材料之一。聚酯纤维具有较好的抗拉性能和耐候性，适合用于制作耐用型的降落伞。涤纶则具有轻质、柔软、易清洗的特点，适合用于制作伞布颜色鲜艳、外观漂亮的伞布。在选择伞布材料时，需要根据实际使用需求和预算来进行合理选择。

其次，伞骨是支撑伞布的重要组成部分，它直接影响着降落伞的稳定性和耐用度。常见的伞骨材料有铝合金、碳纤维和玻璃钢等。铝合金伞骨具有轻质、坚固、耐腐蚀的特点，是制作高性能降落伞的首选材料。碳纤维伞骨具有高强度、轻质、耐疲劳的特点，适合用于制作高性能、耐用型的降落伞。玻璃钢伞骨具有良好的柔韧性和抗震性能，适合用于制作一次性降落伞。在选择伞骨材料时，需要考虑重量、强度和价格等因素进行综合考虑。

最后，连接绳是降落伞的关键部件之一，它直接影响着降落伞的安全性和可靠性。常见的连接绳材料有尼龙、聚酯纤维和涤纶等。尼龙连接绳具有高强度、耐磨、耐撕裂的特点，是制作高性能降落伞的首选材料。聚酯纤维连接绳具有较好的抗拉性能和耐候性，适合用于制作耐用型的降落伞。涤纶连接绳具有轻质、柔软、易清洗的特点，适合用于制作伞布颜色鲜艳、外观漂亮的伞布。在选择连接绳材料时，需要考虑强度、耐磨性和价格等因素进行综合考虑。

综上所述，选择降落伞材料时需要综合考虑伞布、伞骨和连接绳的材料特点和性能，根据实际使用需求和预算进行合理选择。希望本文对您选择降落伞材料有所帮助。

降落伞选择的数学模型

降落伞选择的数学模型是一个用于确定合适的降落伞尺寸的数学模型。此模型基于物体的重量、体积、下降速度等因素来计算需要的降落伞尺寸。

数学模型公式

根据相关研究和实验数据，我们可以使用下面的公式来计算降落伞的尺寸：

降落伞尺寸 = (0.5 * 物体重量 * 下降速度) / (空气密度 * 降落伞开伞面积)

公式中的各个参数含义如下：

• 物体重量：降落伞需要支撑的物体总重量，单位为千克。

•

下降速度：物体从空中下降的速度，单位为米/秒。

• 空气密度：当前环境中的空气密度，单位为千克/立方米。

• 降落伞开伞面积：降落伞完全展开后的表面积，单位为平方米。

实际应用

降落伞选择的数学模型在航空、运动、救援等领域具有重要应用价值。通过合理选择降落伞尺寸，可以确保物体在下降过程中获得自由落体状态下的最小加速度，同时确保降落过程的稳定和安全。

降落伞的选择问题

组长： 张瑜

组员： 杨璐

组员： 胡潇

摘要

本文讨论并确定了降落伞的最佳选购方案，在满足空投物资重量的前提下，使购买降落伞的费用最小。该问题是一个优化问题，以购买降落伞的费用最小构造目标函数，以救灾物资2000kg,5种不同半径的降落伞的最大载重量为限制条件，进行线性规划，建立优化模型。通过LinDo软件对模型进行求解，最终得出最佳方案为３m的降落伞数量为６个，其他半径的降落伞不予选购，以及最小费用为4793元。

首先，我们需要计算各规格降落伞的价格，可知其价格由伞面费，绳索费，固定使用费三部分构成，以此进行计算。其次，我们需要计算出阻力系数，我们利用了两种方法确定出阻力系数为2.95747；之后，我们要确定不同半径的降落伞的最大载重量，通过之前计算出的速度与时间的关系式，推出速度与质量的关系，再确定质量与速度的关系，从而通过计算得出不同半径降落伞的最大载重量；最后列出目标函数和约束条件，进行线性规划，利用LinDo软件得出最终结果。

总之，我们的模型在理论分析上提出了选择降落伞最优化，为选择合适的降落伞提供了可行的理论依据。

关键字：优化方案、线性规划、微分方程、MATLAB,LINDO

问题重述

为了向灾区空投救灾物资，需要选择不同类型的降落伞。降落伞根据半径不同分为半径为2m、2.5m、3m、3.5m、4m五种型号，降落伞的造价由伞面费用，绳索费用和固定费用三部分组成。每个降落伞用长为1m的16跟绳索连接重物，重物位于球心正下方的球面处，降落伞在下降过程中除了受到重力的影响外，还受到空气的阻力。并且可以认为阻力的大小与降落伞的速度和伞的面积成正比。其阻力系数可由题中给出的数据确定,问题要求在满足空投物资重量的前提下，使购买降落伞的费用最小。（具体数据见附录中表格1，表格2）

问题的提出

为向灾区空投救灾物资共2000kg，需选购一些降落伞，已知空投高度为500m，要求降落伞落地时的速度不能超过20/ms。降落伞面为半径r的半球面，用每根长为1m的16根绳索连着载重m的物体位于球心正下方球面处，如图1所示。