【世纪金榜】初中物理趣味故事70耐人寻味的昆虫飞行素材新人教版

70 耐人寻味的昆虫飞行

在五彩缤纷的大自然中，昆虫世界是个引人瞩目的生物群体。它们出现于距今4亿年前的泥盆纪。在3亿年前，部分昆虫开始振翼在空中翱翔，比鸟类的飞行早15000万年。是空中最早的主人。

一般昆虫的飞行都是靠摆动翅膀。其中以蜉蝣摆动翅膀的方式最为简单，它的每片翅膀都是从上向下挥动，并和迎面而来的气流构成不大的角度。双翅目昆虫（如蚊子、苍蝇等）和膜翅目昆虫（如蜜蜂等）摆动翅膀方式最为复杂，假如它们在飞行中是停止不动的话，那么翅膀动作将成“8”字形，与螺旋桨工作效果相同。当人们把这种昆虫向前飞行时翅膀所画出的图形进行研究时，发现这竟是正弦曲线。

昆虫飞行时会发出嗡嗡声。原来，声音是我们用耳朵觉察到的空气振动，振动快，音调高；反之，则低。如生活在马粪中的甲虫，拼命振动翅膀，每秒只有87次，因而发出了低沉的声音；而蚊子每秒则可振动594次左右，因而听起来音调极高。蝶形昆虫振动的次数最少，因而它们似乎是无声无息地飞着。

昆虫飞行有速度高、飞行距离长、耗能少、机动性大等特点。

如果把昆虫与鸟、飞机的飞行速度比较一下，昆虫的速度当然很慢。如丸花蜂的时速是18公里，乌鸦的时速是50公里，而螺旋桨飞机最高时速可达900公里。不过，如果计算一下丸花蜂、乌鸦和飞机飞行相当于自己身长的距离时，那么人们便会惊奇地发现，相对速度最低的却是飞机，而最高的却是昆虫。丸花蜂每分钟内飞行的距离是自身长度的10000倍，乌鸦是1700倍，而飞机只是1500倍。不少昆虫能持续飞行100公里，蜻蜒、蝴蝶可以不停地飞上几百公里，有一群飞蝗竟从非洲的西北部直接飞往百慕大群岛，全程是2400公里，其飞行高度，最高曾达6000米。这说明，昆虫对缺氧和低压有很强的适应能力。

在耗能方面，昆虫比飞机要节约得多。蜜蜂飞行32公里只需消耗0.0035克糖，而在蜜蜂的素囊中一般能储藏0.02克蜜糖液，大约相当于0.004克纯糖。因此，即使飞上30公里，它同样是有利可图的。蝗虫飞行一小时体重仅减少0.8%。更有趣的是，昆虫在飞行中所消耗的能量，比

它在陆地上“漫步”时更节约。德国研究人员发现，蜜蜂飞行78米所消耗的能量，同它们在地面上爬行3米所消耗的能量相等。昆虫飞行的灵活性和机动性都是引人注目的。它们能随意升降、转弯、前进与倒退，并且不必滑跑就能直接起飞或降落。飞行器在飞行中会产生机翼颤振现象，这是一种极为有害的颤动，常使一些高速飞行器折翼而坠。然而蜻蜓飞行时却没有颤振。原来，蜻蜒的每片翅膀前缘的上方长有一块深色的角质加厚部分——翼眼。这种组织有调整翅膀振动、消除颤振的作用。在此启发下，人们在飞机机翼前缘装了一种加重装置，这样就可以消除对飞行有害的振动了。