測量風(fēng)速

（5）用1根吸管插入紙杯E的2個孔中，吸管兩端各插入紙杯A和紙杯B，注意讓紙杯A和紙杯B與紙杯E分別相距約2.8cm，并保持吸管水平。

（6）調(diào)整紙杯A和紙杯B的位置，使其朝向相同，然后用訂書機將紙杯釘在吸管兩端。

（7）按照步驟（5）和（6），將紙杯C和紙杯D，同樣固定在另1根吸管的兩端。

（8）用大頭針將2根吸管交叉的位置固定，注意4個紙杯杯口的朝向應(yīng)該相同。

（9）將鉛筆上帶有橡皮的一端插入紙杯E底部的孔中，將大頭針插入橡皮中。

（10）各小組利用自制的風(fēng)速計測試戶外的自然風(fēng)或由電風(fēng)扇、電吹風(fēng)產(chǎn)生的風(fēng)，測試自己的風(fēng)速計，記錄測試結(jié)果，并分析風(fēng)速計旋轉(zhuǎn)次數(shù)與風(fēng)速變化之間的關(guān)系。

測試風(fēng)速步驟

（1）如果在教室內(nèi)完成該活動，就在電風(fēng)扇產(chǎn)生的3個不同風(fēng)速下試驗自己的風(fēng)速計；如果在戶外完成活動就直接測量。請在每個風(fēng)速下測量3次。

（2）記錄15秒內(nèi)，風(fēng)速計上杯子完整的轉(zhuǎn)數(shù)，然后乘以4，即是風(fēng)速計1分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)n。

（3）測量風(fēng)速計4個杯子底部組成的圓形的周長C（單位：m），然后將其乘以每分的鐘轉(zhuǎn)數(shù)n，再乘以60，即風(fēng)速V=C×n×60/1000（km/h）。

小貼士：

測量自制風(fēng)速計的轉(zhuǎn)數(shù)時，為了更容易數(shù)清楚，建議學(xué)生將杯子涂成各種不同顏色。教師組織學(xué)生匯報自己的測試結(jié)果，并分享收獲與感悟。教師引導(dǎo)學(xué)生思考以下問題：

（1）你們制作的風(fēng)速計是否能測量3種不同風(fēng)速？如果不能，失敗的原因是什么？

（2）你們是否發(fā)現(xiàn)，在1種風(fēng)速下，增加1次測量，可能導(dǎo)致此檔位下平均風(fēng)速的測量結(jié)果明顯改變？

（3）如果用你們的風(fēng)速計測試一個地點是否適合安裝風(fēng)力發(fā)電機，你們認為每個速度擋位下3次測量是否足以產(chǎn)生可靠的平均值？如果不能，你們認為測量多少次就足夠了？

（4）如果能夠獲得其他原材料，你們小組會增加哪些材料改進作品，為什么？

閱讀資料：風(fēng)速計是什么？

風(fēng)速計是一種測量風(fēng)速的裝置，也是氣象站中使用的一種儀器。第一個風(fēng)速計是由列奧納多·達·芬奇發(fā)明的。他實際上設(shè)計了2種不同類型的風(fēng)速計。圖3就是這2種儀器的草圖。

圖3中的儀器名為“葉狀”或“刷狀”風(fēng)速計，因為它使用羽毛測量風(fēng)速。它有一根配有薄板的帶刻度棍子，而薄板會在風(fēng)力的作用下移動。圖4中的儀器由錐形管制成，其設(shè)計目的是使在相同風(fēng)速下轉(zhuǎn)動輪子的風(fēng)壓與空氣通過錐形管開口的大小成比例。

4杯風(fēng)速計

最簡單的風(fēng)速計就是4杯風(fēng)速計，由JohnThomasRomneyRobinson博士在1846年發(fā)明，見圖5。它在4個水平臂一端上安裝了4個風(fēng)杯，水平臂裝在垂直軸上且相互成90°角。從水平方向吹來的風(fēng)會轉(zhuǎn)動風(fēng)杯，轉(zhuǎn)速與風(fēng)速成比例。如果在一定時間內(nèi)對風(fēng)杯的轉(zhuǎn)數(shù)計數(shù)，就能確定該地點的平均風(fēng)速。

3杯風(fēng)速計

人們在使用過程中發(fā)現(xiàn)，4杯風(fēng)速計在風(fēng)速快速變化時的測量精確度會下降。所以，有人設(shè)計了3杯風(fēng)速計以提高測量精確度，以適應(yīng)風(fēng)速可能快速或突然改變的環(huán)境。3杯風(fēng)速計由JohnPatterson在1926年首先發(fā)明。與眾多工程產(chǎn)品一樣，這些風(fēng)速計隨著時代的進步得到進一步改進，從而提高了性能，降低了成本或增強了安全性。

用風(fēng)速計測量風(fēng)能

風(fēng)速計是用于測量風(fēng)速的裝置。很多國家和組織都提供風(fēng)速計租賃項目，這樣公司或個人就可評價其所在地點的風(fēng)是否能生成足夠的風(fēng)力。對于這些實驗地點來說，風(fēng)速計可在較長時間內(nèi)以10分鐘的間隔收集風(fēng)速數(shù)據(jù)。

聲波風(fēng)速計

聲波風(fēng)速計使用超聲波測量風(fēng)速和風(fēng)向，如圖6所示。它最初發(fā)明于20世紀70年代，可根據(jù)成對傳感器間聲波脈沖通過的時間測量風(fēng)速。因為聲波風(fēng)速計沒有運動的部件，所以非常適于在露天自動氣象站和天氣浮標應(yīng)用中長期使用，而風(fēng)速計在這些地方的測量精度和可靠性會受到含鹽分空氣或大量塵埃的不利影響。

材料選擇

設(shè)計風(fēng)速計時，常常要基于它們的用途選擇制作材料。例如，用于較低風(fēng)速應(yīng)用（例如空氣污染研究）的風(fēng)速計常由輕型材料制作。但這些材料并不太適于風(fēng)非常大或結(jié)冰的環(huán)境。材料選擇對于設(shè)備的使用壽命也有很重要的關(guān)系。所以，應(yīng)根據(jù)應(yīng)用環(huán)境、購買者愿意承受的價格以及設(shè)備可靠運轉(zhuǎn)時間選擇風(fēng)速計的制作材料。

活動延伸

解釋為什么機場會在不同的高度設(shè)置多個風(fēng)速計為機場空管員提供信息？