李虎
物體在空氣中運(yùn)動(dòng)會(huì)受到空氣阻力,這是事實(shí),但是礙于空氣阻力的復(fù)雜性和中學(xué)物理實(shí)際,空氣阻力不是學(xué)生必備知識(shí),教材中也只是通過“科學(xué)漫步”以小字部分介紹流體阻力的影響因素,題目中出現(xiàn)通常作為信息呈現(xiàn),但有時(shí)候“不計(jì)空氣阻力”,有時(shí)候認(rèn)為“空氣阻力大小恒定”,也有時(shí)候認(rèn)為“空氣阻力與速率成正比”,更有時(shí)候“空氣阻力與速率的二次方成正比”,讓人眼花繚亂.下面一起來揭開“空氣阻力”的真面目,一探究竟.
在漆安慎和杜嬋英編著的《力學(xué)》中,有如下描述:物體在空氣中運(yùn)動(dòng)受到的阻力和物體本身的形狀、空氣密度、特別是和物體速率有關(guān).大體說來,物體速率低于200 m/s,可認(rèn)為阻力與物體速率的平方成正比;速率達(dá)到400~600 m/s,空氣阻力和速率三次方成正比;速率很大,阻力與速率更高次方成正比.也就是說,當(dāng)物體在空氣中運(yùn)動(dòng)得不夠快時(shí),可以根據(jù)解決問題的需要,有時(shí)候需要忽略空氣阻力,有時(shí)候可以認(rèn)為空氣阻力大小恒定,也有些時(shí)候認(rèn)為空氣阻力與速率的一次方成正比等等.但是這不是高中物理的必備知識(shí),命題時(shí)應(yīng)該以信息題的形式給出,作為考察信息獲取加工能力和模型建構(gòu)能力的好素材.涉及空氣阻力的問題,可以歸為兩類,第一類是“空氣阻力與速率成正比”信息下的變加速直線運(yùn)動(dòng)的定性分析列問題和可利用動(dòng)量定理求解的問題;第二類是最終勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下平衡問題的受力分析和定量計(jì)算問題.對(duì)于信息題,意味著有高中學(xué)習(xí)階段不熟悉的知識(shí)、模型或方法,在構(gòu)建模型、調(diào)用知識(shí)解題的過程中,一定要充分利用題目中的信息,需要先直接調(diào)取,再進(jìn)行融合,將新知識(shí)合理插入到問題解決的過程中去.信息題有著考查信息提取和加工的能力,并且具有現(xiàn)場考查“現(xiàn)學(xué)現(xiàn)賣”的功能,備受命題者青睞,備考中要引起重視,做好充分的備考訓(xùn)練.
【本文系廣東省珠海市教育科研“十四五”規(guī)劃第三批(2023年度)課題“基于科學(xué)方法教育的高中物理習(xí)題教學(xué)”(課題編號(hào):2023ZHGHKT213)階段性研究成果之一】
責(zé)任編輯 李平安