A-Level物理課程-考點解析

今天我們來聊聊A-Level物理課程考點解析。在Edexcel A-Level Physics Topic 2A中，我們第一次學習到了Terminal velocity（自由沉降速度），也稱為終端速度。

【指任一顆粒的沉降不因流體中存在其他顆粒而受到干擾時，在等速階段里顆粒相對于流體的運動速度，即加速階段終了時顆粒相對于流體的速度。】

或者按照課本中給出的定義，即The velocity of a falling object when its weight is balanced by the sum of the drag and upthrust acting on it.

我們從這句話中可以看到的關(guān)系式：

其中的stokes' force等于6πrηv，那么上面的式子就可以簡寫為：

也就是說在我們求解有關(guān)terminal velocity有關(guān)的題目時，我們需要重點關(guān)注的是一個在流體中運動的物體達到constant velocity（勻速運動時）這個物體的受力平衡情況。這一類型的題目在考試真題中時有出現(xiàn)，但很多同學在學習時只是記住了stokes law或者只是僅僅記住了書上推導一個球體在流體中的terminal velocity的最終表達式。

這個表達式是：

我們明顯可以看到上面的式子是非常復雜而且其中還包含了不少下標和縮寫，假如你記錯了其中的任意一個量，那么你最后求出來的值肯定是和答案不一致的。不僅如此，在有些題目中還會特意標注出物體所受的upthrust是忽略不計的，那么在這種題目中你不僅結(jié)果是錯的，更重要的是你題目都沒有審清楚，直接套推導公式會一分都拿不到！

那么下面我們就來實際看一道有關(guān)terminal velocity的題目，看看他的解題key point是不是分析物體在流體中達到勻速運動時的受力情況，再據(jù)此求出terminal velocity (Vterm)。

Q: Soil is usually made up of a variety of particles of different sizes. The photograph shows what happens when soil mixed up with water and the particles are allowed to settle.

A typical particle of sand in the sample has the following properties :

Calculate the steady downwards speed this particle would achieve if allowed to fall through water.

我們讀完題后，可以發(fā)現(xiàn)這道題的核心其實就是在求terminal velocity，固體小顆粒在液體中達到steady speed后一共會受到三個力的作用。

即W=U+D，在這三個力的共同作用下，固體小顆粒達到了受力平衡狀態(tài)，那么根據(jù)這個受力平衡公式我們就可以列出下式：

將題目中所給的數(shù)據(jù)帶入上式中，即可得：

由此我們可以看到，在求解terminal velocity的相關(guān)題目時，解題的關(guān)鍵點還是對物體的受力分析做到位，這樣才能順利求解出正確的答案。

同時也告訴各位備考的同學們，要想在物理考試中取得理想的成績，書上的推導過程也一定要認真看哦！

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