比較法在物理學習中的運用

比較法是認識事物間的相異點和相同點的邏輯方法，比較分析（辨）常相伴而行。它們是科學發現的基本邏輯方法。

在科學研究中也常用到“比較法”。 如300多年前伽利略（1564～1642）在比薩斜塔（圖1）做自由落體運動實驗時，就用了炮彈、木材塊、大理石等作比較，進而發現了自由落體運動的定律。在2000多年前希臘斜拉古國的國王希羅，要求阿基米德（約前287～前212）鑒別“金王冠”是否摻假，阿基米德即用自己發現的浮體原理（阿基米德原理），比較“金王冠”和等純金塊所排出的水量是否有差異，從而鑒別了“金王冠”是否摻假的問題。

比較法，在物理學研究中運用極其普遍。但比較法在物理課學習過程中也常要運用。

在“功”這一章里，有許多相近概念。進行分組比較、辨析，這樣就可理清容易混淆的知識。

1. 比較做工與做功

辨析：在日常生活里，把一切消耗體力或腦力的勞動都說成是做工，含義很廣，而力學里說的做功，包括兩個必要的因素，跟作用在物體上的力和物體在力的方向上通過的距離有關系，具有“成效”的意思，含義要窄得多。 例如，某人奉命推陷在泥地里的汽車，沒有推動，他用的力氣沒有成效，力學里就說他沒有做功，但可以說他在做工，因為他推車是一種消耗了體力的勞動。（相同點：都消耗了體力勞動）

2.比較功與功率

辨析：功是用來量度在做功過程中物體做功多少的。力學里規定：功等于力跟物體在力的方向上通過距離的乘積，可用公式 W=Fs 計算. 功率是用來量度在做功過程中物體做功的快慢。力學里把單位時間里完成的功叫做功率，可用公式 P=W/t 計算。（相同點：都含有功（W）這一因素）

3. 比較有用功、額外功與總功

辨析：有用功指的是對人們有用的功，額外功是指沒有用但又不得不額外做的功，在實際問題中，分辨有用功與額外功的依據是看做功的目的。例如用水桶從井里提水，目的是把水提上來，所以提水的功是有用功，提桶的功是為了達到提水的目的，而不得不做的額外功，如果從井里撈桶，目的是把桶撈上來，所以提桶的功是有用功，提起桶里帶的水的功就是額外功.（相同點：都會有功（W）這一因素）

總功指的是在利用機械時人們對機械總共做的功，總功等于有用功與額外功之和，即 W_總=W_有用+W_額外，要注意，對于理想機械（機械效率η=1的機械），因W_額外=0，有W_總=W_有用；對于實際機械（機械效率η＜1＝，因W_額外＞0，有W_總＞W_有用。（相同點：同上）

4. 比較功率與機械效率

辨析：功率和機械效率是人們用來衡量機械性能的兩項重要指標，功率的大小可以衡量一臺機械做功的快慢，功率越大的機械，做功越快，在單位時間內完成的功率就越多；機械效率 η=W/W反映了總功被有效利用的程序，η 值的高低可以衡量一臺機械做功性能的優劣，使用η 值高的機械做功，可以減少額外功，減少能耗，節省人力和物力，所以η 值越高的機械越好。

必須指出，對于一臺機械來說，它的功率與它的機械效率是互不相關的. 功率大的機械，它的機械效率不一定高；機械效率高的機械，它的功率也不一定大。在使用和選用機械時，不是功率越大越好，只要配套合適就行了。但不論什么機械，人們總希望它的機械效率越高越好.（相同點……）

5. 比較省力與機械效率

辨析：機械省力是指使用機械做功所用的動力比用手直接做功所用的力（有用阻力）小，一般說來，機械是否省力、省力多少，由機械本身的結構和機械效率兩者共同來決定。要注意，省力較多的機械，它的機械效率并不一定大。（相同點……）

練習：判斷下列各題的正誤。

（1）在相同時間內做功多的機械功率不一定大。

（2）功率越大，做功越多。

（3）做有用功多的機械，機械效率一定高。

（4）功率越大，機械效率越高。

（5）機械效率越高就越省力。

（6）把一只動滑輪改為定滑輪使用，一定能提高機械效率。

答案：（1）、（6）正，（2）～（5）誤。