AS物理paper2复习攻略：终端速度答题思路解析

在AS物理paper2的考试中，经常会考求物体在流体（Fluid）中下落的Terminal Velocity（终端速度）的题目。本文就来讲一讲这类题的解题思路。早早搞定常考题型，复习和大考就能顺利多啦。

AS物理paper2介绍

ALEVEL物理分为AS和A2（International A2）两个阶段。

以爱德思考试局为例，按照考试划分，Alevel物理一共有六个单元，分别是：

Unit1：Physics on the Go

Unit2：Physics at Work

Unit3： Exploring Physics

Unit4：Physics on the Move

Unit5：Physics from Creation to Collapse

Unit6： Experimental Physics

其中Unit 1、2、3是IAS考试，Unit 4、5、6是IA2考试。

Unit 1、2满分80，Unit 3满分50，Unit 4、5满分90，Unit 6满分50。

AS的时候物理需要考Paper1、2、3。Paper 1是选择题，Paper2、4是大题相对来说，paper2比较困难，因为题目的灵活性比较强，而且要记的定义概念比较多。

AS物理paper2重点试题解析：终端速度

终端速度(Terminal Velocity)的定义：当对物体的抵抗力与其速度同时增大时，物体将稳定在一定的速度上，此时的速度即为终端速度。这一物理过程适用于物体在空气中、液体中收到重力的作用下落，例如跳伞、物体下沉等。

我们以跳伞为例，在跳伞员刚从飞机上跳下，还未打开降落伞的过程中，跳伞员同时受到重力和空气阻力两个力的作用，而此时空气阻力小于重力，根据牛顿第二定律（ΣF=ma），此时加速度向下，跳伞员向下做加速运动。

物体在空气中运动时，其受到的阻力是随速度的增加而增加的，所以当跳伞员向下加速的过程中，阻力会越来越大，在下落一段时间后，阻力会不断增加直至和重力的大小相等。此时物体的合力为零，其加速度为零，也即意味着速度不会改变，此时的速度即为终端速度(Terminal Velocity)，跳伞员会保持这个速度匀速的下落直至降落伞张开。

当降落伞张开后，由于降落伞的横截面积非常大，其受到的空气阻力急速增加，瞬间超过了重力，此时跳伞员受到的合力向上，做减速运动。但由于阻力会随着速度变小而变小，所以其减速的效果会越来越弱，直至阻力再次等于重力，跳伞员第二次达到了受力平衡状态，继续以新的Terminal Velocity匀速下落直至落地。

如果我们在AS物理paper2中碰到求物体在流体（Fluid）中下落的Terminal Velocity的题目，我们要建立的恒等关系就是在物体达到Terminal Velocity时，合力必为零，根据物体的受力建立一个受力平衡方程即可。

这一类问题不会考察不规则物体或是高速运动的物体的下落，因为其物理过程更加复杂，而是将物体看做是一个半径为r的均匀小球（Particle）在流体中缓慢下落，根据Stokes’law，物体在流体中收到的阻力为：

F = 6ρrηv  

（ρ为小球密度，r为小球半径，η为流体的粘度系数，v为下落速度）

此时小球在流体中还会受到浮力，阿基米德定律告诉我们，小球受到的浮力和排开液体的重力相等。小球受到的浮力和阻力都和重力相反方向，建立一个力学方程，让重力等于阻力+浮力，即可求出小球的Terminal Velocity。具体过程如下：

A-Level阶段所考察的流体力学知识模块比较基础，大部分集中在AS物理paper2中考察；而现实生活中流体力学有非常多且重要的应用，包括汽车、高铁、飞机等运载工具的设计，都需要用到这一国际课程的知识，如果在大学中学习机械、工程等国际课程的话，会接触到更多流体力学的知识。

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