對(duì)一道涉及速度大小比較習(xí)題的思考

王國(guó)利

摘 要：題目中涉及到了三個(gè)速度大小的比較，從專業(yè)的軍事角度并結(jié)合實(shí)際情況分析得到的結(jié)論與符合高中課程知識(shí)和學(xué)生認(rèn)知的運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律得出的結(jié)論有出入，那我們應(yīng)該怎樣思考、選擇，得到正確的選項(xiàng)呢？我個(gè)人認(rèn)為必須要遵循高中課程要求還要考慮學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和能力做出的選擇才是最符合題目要求的。

關(guān)鍵字：思考;聲波的速度;飛機(jī)的速度;導(dǎo)彈的速度;馬赫;軍事角度;課程要求;認(rèn)知規(guī)律

前些天翻閱一本習(xí)題集時(shí)看到一道有關(guān)速度大小比較的題目，分析答案時(shí)比較糾結(jié)其中的選項(xiàng)，因?yàn)閺膶I(yè)知識(shí)角度思考得到的答案與符合高中課程以及學(xué)生學(xué)生認(rèn)知規(guī)律思考得到的答案是不同的，那么到底應(yīng)該以哪個(gè)思考作為我們選擇的最終依據(jù)呢？下面我把題目以及我個(gè)人對(duì)本題的拙見(jiàn)提供給各位一覽，望大家批評(píng)斧正，多提寶貴意見(jiàn)。

題目：一架飛機(jī)在空中水平勻速飛行，飛向正前方的某一目標(biāo)。某時(shí)刻從飛機(jī)上向正前方發(fā)射一枚導(dǎo)彈，導(dǎo)彈向前也做勻速直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的聲波也在空氣中向前傳播。以下有關(guān)飛機(jī)、導(dǎo)彈的速度和聲波傳播速度大小比較的說(shuō)法中正確的是：A、導(dǎo)彈一定先于飛機(jī)到達(dá)目標(biāo)B、聲波一定先于飛機(jī)到達(dá)目標(biāo)C、導(dǎo)彈一定先于聲波到達(dá)D、聲波一定先于導(dǎo)彈到達(dá)

題目中涉及到了三個(gè)速度：1.聲波在空氣中傳播的速度2.飛機(jī)的速度3.導(dǎo)彈的速度題目說(shuō)的很清楚，看起來(lái)也很簡(jiǎn)單，只需要判斷三個(gè)速度大小即可。那么我們解決問(wèn)題的關(guān)鍵就是要弄清三個(gè)速度的具體值或大致應(yīng)該是多少，但是這需要一些相對(duì)專業(yè)的軍事知識(shí)，也就是我說(shuō)的從專業(yè)知識(shí)角度思考。聲波在15攝氏度和一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的條件下在空氣中傳播的速度是340.3米每秒約合1225千米每小時(shí)，計(jì)算時(shí)通常取340米每秒，是個(gè)相對(duì)固定的值。飛機(jī)、導(dǎo)彈等飛行器的飛行速度通常用馬赫來(lái)表示，馬赫是表示速度的量詞，是為了紀(jì)念?yuàn)W地利物理學(xué)家恩斯特·馬赫（ErnstMach，1838-1916）而已他的名字命名的。馬赫數(shù)是飛行器的飛行速度和當(dāng)時(shí)氣候條件下音速的比值，馬赫數(shù)1即一倍音速，大于1表示比音速快，同理，小于1是比音速慢。由于聲音在空氣中的傳播速度隨著氣候條件的不同而不同，因此馬赫也只是一個(gè)相對(duì)的單位，每“1馬赫”的具體速度并不固定。馬赫數(shù)小于1為亞音速，大于1為超音速，馬赫數(shù)大于5為超高音速。飛機(jī)的飛行速度要看是什么用途的飛機(jī)，民航客機(jī)大致600-900千米每小時(shí)，也就是飛行速度不超過(guò)1馬赫。當(dāng)然本題中的飛機(jī)應(yīng)是軍事戰(zhàn)斗機(jī)，當(dāng)前主流軍事戰(zhàn)斗機(jī)的飛行速度非常快，大部分是可以實(shí)現(xiàn)超音速飛行的。其實(shí)飛機(jī)想要超音速飛行必須突破音障（飛行器的速度快達(dá)到聲速時(shí)，會(huì)有一股強(qiáng)大的阻力，使飛行器產(chǎn)生強(qiáng)烈的振蕩，速度衰減，這一現(xiàn)象被俗稱為音障），當(dāng)飛機(jī)加大推力突破這一障礙后，也就是飛行速度超過(guò)了當(dāng)時(shí)聲波的傳播速度，這樣飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的聲音就被甩到了飛機(jī)的后面，駕駛艙的飛行員就聽(tīng)不到飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的聲音了，仿佛整個(gè)世界都安靜了。當(dāng)前主流軍事戰(zhàn)斗機(jī)度高空最大速度一般在2.2馬赫左右，正常情況下巡航速度在0.8---0.9馬赫之間，當(dāng)然飛行速度也可以低于正常巡航速度。導(dǎo)彈按用途來(lái)分有地空導(dǎo)彈、空地導(dǎo)彈、空空導(dǎo)彈等，速度快慢也是有很大的差別。地空導(dǎo)彈的速度一般為2-4馬赫，空地導(dǎo)彈一般為1.3馬赫左右，空空導(dǎo)彈速度一般在2.5-4馬赫之間，反艦導(dǎo)彈速度一般為1.8-2馬赫，巡航導(dǎo)彈速度為0.6-2馬赫，彈道導(dǎo)彈是從外大氣層攻擊的，速度一般極快，末端速度甚至可以超過(guò)20馬赫。就本題來(lái)講飛機(jī)發(fā)射的導(dǎo)彈打擊的是正前方空中目標(biāo)可以理解為發(fā)射的是空空導(dǎo)彈。我所列的有關(guān)飛機(jī)和導(dǎo)彈飛行速度的數(shù)據(jù)大部分是我從網(wǎng)上和書上查閱數(shù)據(jù)得來(lái)的，有很高的準(zhǔn)確性。

通過(guò)以上的分析我們不難看出導(dǎo)彈應(yīng)該先于飛機(jī)到達(dá)目標(biāo)，導(dǎo)彈也會(huì)先于聲波到達(dá)目標(biāo)。而飛機(jī)的速度沒(méi)有具體的值所以無(wú)法比較飛機(jī)和聲波的速度快慢，進(jìn)而也就不知道哪個(gè)先到達(dá)目標(biāo)。那么很顯然A選項(xiàng)和C選項(xiàng)正確。

以上選項(xiàng)是基于事實(shí)和相對(duì)專業(yè)的軍事知識(shí)得出的，可是我覺(jué)著出題者的意圖并不是讓學(xué)生做如此專業(yè)的解答，因?yàn)楦咧形锢碚n程沒(méi)有涉及到軍用飛機(jī)和導(dǎo)彈的知識(shí)，即便有學(xué)生知道也是靠興趣閱讀得來(lái)的，而且人數(shù)也不會(huì)多。如果我們從符合高中課程知識(shí)的運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律和符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的角度考慮的話，就是下面一種解題思路。聲波在空氣中傳播速度看做定值340米每秒，飛機(jī)飛行速度沒(méi)給具體值故無(wú)法把二者進(jìn)行比較。導(dǎo)彈發(fā)射前與飛機(jī)共速，以飛機(jī)為參考系，導(dǎo)彈發(fā)射后相對(duì)飛機(jī)有向前的速度，那么導(dǎo)彈一定先于飛機(jī)到達(dá)目標(biāo)。導(dǎo)彈飛行速度雖然比飛機(jī)飛行速度快，可是也沒(méi)有具體值，所以導(dǎo)彈與聲波快慢也是無(wú)法比較，那也就只有A選項(xiàng)是正確的。這是按照參考系和相對(duì)運(yùn)動(dòng)得出的結(jié)果，而且我認(rèn)為這樣分析才是最適合的。

以上只是我個(gè)人對(duì)題目所做的一點(diǎn)思考，難免在認(rèn)知和思維方式等方面有傾向性和偏差，真心希望大家不吝賜教，找到問(wèn)題和不足以及批評(píng)指正，幫我達(dá)到對(duì)問(wèn)題的理解更加深刻。

參考文獻(xiàn)

[1]屈凌.國(guó)際航空運(yùn)輸侵權(quán)研究[D].武漢大學(xué)，2011.

[2]萬(wàn)勝軍.AP1000主蒸汽安全閥工作特性研究[D].哈爾濱工程大學(xué)，2013.

[3]陶金珍，周衛(wèi)東.《常見(jiàn)的數(shù)量關(guān)系》教學(xué)設(shè)計(jì)與評(píng)析[D].江蘇省南京師范大學(xué)附屬小學(xué);江蘇省南京市長(zhǎng)江路小學(xué)，2015.

[4]李奕.氣動(dòng)效應(yīng)及激光干擾紅外導(dǎo)引頭成像建模仿真研究[D].西安電子科技大學(xué)，2017.