例谈高中物理比值定义法

比值定义法,就是在定义一个物理量的时候采取比值的形式定义,它是研究物理问题的一种基本方法.用比值法定义的物理概念在高中物理中占有相当大的比例,纵观高中物理中用比值定义的物理概念大概分为两类.笔者现将人教版高中物理中用比值法定义的两类物理量例举如下.

一、第一类比值法定义的物理量共同特征是:用某一物理量的变化量与所用的时间之比来表示该物理量变化快慢,它反映的是效果.用这种方法定义的物理量有:HJ*3]物理量出处定义公式说明速度必修1

第一章第3节物理学中用位移与发生这个位移所用时间的比值表示物体运动的快慢,这就是速度.v=SX(]Δx]ΔtSX)]①速度是位移矢量对时间的变化率.②速度是表示物置变化快慢的物理量.加速度必修1

第一章第5节加速度是速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值a=SX(]Δv]ΔtSX)]①加速度是速度矢量的变化率.②加速度的决定式是a=F/m,力是产生加速度的原因③加速度是表示速度变化快慢的物理量.角速度必修2

第五章第4节物体在Δt时间内由A运动到B,半径OA在这段时间内转过的角度Δθ.它与所有时间Δt的比值叫做角速度.ω=SX(]Δθ]ΔtSX)]①角速度描述了物体绕圆心转动的快慢.②角速度是角度对时间的变化率线速度必修2

第五章第5节取一段很短的时间Δt,物体在这段时间内通过的弧长为Δs.比值Δs/Δt反映了物体运动的快慢,叫做线速度v=SX(]Δs]ΔtSX)]①线速度的大小描述做匀速圆周运动的物体通过弧长的快慢.②线速度是弧长对时间的变化率.功率必修2

第七章第3节功W与完成这些功所用时间t的比值叫做功率P=SX(]W]tSX)]功率表示物体做功的快慢电流选修3-1

第二章第1节用单位时间内通过导体横截面的电荷量多少,表示电流的强弱即电流I=SX(]q]tSX)]表示电流的强弱感应

电动势选修3-2

第四章第4节电磁感应定律E=SX(]nΔΦ]ΔtSX)]磁通量的变化率就是SX(]ΔΦ]ΔtSX)]HJ3mm]二、第二类比值法定义的物理量共同特征是:两个或多个物理量的比值是常数,它反映物质或物体属性,其大小由物体本身所决定,与定义式中的其他量没有关系.用这种方法定义的物理量有:HJ3mm]物理量出处定义公式说明电场强度HJ*3]选修3-1

第一章第3节试探电荷在电场中某个位置所受的力与试探电荷的电荷量的比值,叫做电场强度.E=SX(]F]qSX)]我们在理解的时候,不能认为E跟F成正比,E跟q成反比,电场强度是描述电场力的性质的物理量,它由电场本身性质及空间的位置决定,与试探电荷无关.BHG3*2]电势]选修3-1

第一章第4节]电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值,叫做这一点的电势]φ=SX(]Ep]qSX)] ]电势是描述电场能的性质的物理量,它的大小与试探电荷本身无关BHG6]电容]选修3-1

第一章第8节]电容器所带的电荷量Q与电容器两极间的电势差U的比值叫做电容器的电容]C=SX(]Q]USX)]]电容表征了电容器储存电荷的特性,不能认为C与Q成正比,与U成反比,C与电容器是否带电及带电多少无关.平行板电容器的电容公式C=εS/4πkd则反映了其电容决定于ε、S及d.BHG7]磁感应

强度]选修3-1

第三章第2节]磁感应强度用来描述磁场的强弱]B=SX(]F]ILSX)]]我们不能认为B与F成正比,跟IL成反比.磁场中某位置的磁感应强度的大小与方向是客观存在的,与放入导线的长短L、流过导线的电流强度I的大小及电流受到的力F均无关,它由磁场本身的性质来决定.BG)F]BG(!]电动势]选修3-1

第二章第2节]电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功.]E=SX(]W]qSX)]]电动势由电源中非静电力的特性决定,跟电源的体积无关,也跟外电路无关.BH]熔化热]选修3-3

第九章第4节]某种晶体熔化过程中所需的能量与其质量之比,称做这种晶体的熔化热]λ=SX(]Q]mSX)]]不同的晶体有不同的结构,要破坏不同物质的结构,所需能量也不同,因此不同晶体的熔化热也不相同.BH]汽化热]选修3-3

第九章第4节]某种液体汽化成同温度的气体时所需的能量与其质量之比,叫做这种物质在这个温度下的的汽化热.]L=SX(]Q]mSX)]BH]折射率]选修3-4

第十三章

第1节]光从真空射入某种介质发生折射时,入射角的正弦与折射角的正弦之比,叫做这种介质的绝对折射率,简称折射率.]n=SX(]sinθ1]sinθ2SX)]]它与入射角、折射角的大小无关,只与介质的性质有关HJ3mm]BG)F]HJ1.5mm]另外还有一些物理量,如劲度系数,我们通常根据胡克定律公式变形得到k=SX(]F]xSX)],但k的大小并不决定于F和x,而是决定于弹簧本身的硬度.动摩擦因数μ,由公式Ff=μFN变形可得μ=SX(]Ff]FNSX)],但它的大小并不是由Ff和FN决定,而是由接触面的材料及粗糙程度决定;再如:由欧姆定律的公式变形可得:R=SX(]U]ISX)],但我们决不可以认为R跟U成正比,跟I成反比.电阻R由导体本身的性质决定,其大小的决定式是R=SX(]ρL]SSX)](电阻定律).我们在学习这些物理量时要正确认识并加以辨析.

HJ2mm]中国教育学会物理学会的张宪魁教授说:“我们的教学不能只是讲知识,更重要的是还要讲获得这些知识的方法”.比值定义法是一种科学的思想方法,其本质就是在相同的标准下进行比较.例如:要想知道苹果与西瓜哪个贵,我们会自然想到计算每斤的价格即价钱与质量的比.所以我们在运用它研究一个物理量时,一要重视对其本质的理解,不仅要回答是什么(比值是常量),而且要回答为什么(为什么要比);二要搞清弄清物理知识的内涵,切忌被数学符号形式化,忽视了物理量的丰富内涵,只有从量度公式中揭示所定义的物理量与相关物理量的真实依存关系和物理过程,才能达到对知识的真正理解.

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