例談高中物理比值定義法

摘 要：對于物理科學(xué)方法的教育是中學(xué)物理教育中的一個重要環(huán)節(jié)，比值定義法對于構(gòu)建物理概念有著重要的作用。比值定義法最基本的就是比較，在不同點(diǎn)中找出相同點(diǎn)，在相同點(diǎn)中找出不同點(diǎn)，并將相同點(diǎn)和不同點(diǎn)結(jié)合起來，比較并找準(zhǔn)關(guān)鍵的物理量，找出一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：高中物理；比值定義法

[中圖分類號]： G633.7 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]：A

[文章編號]：1002-2139（2013）-36--01

一、比值定義在高中物理教學(xué)中的重要地位

以高中物理知識體系為著眼點(diǎn)來看，教師非常有必要在教學(xué)過程中引入比值定義法。高中物理有以下特點(diǎn)：涉及的知識點(diǎn)多，涉及的知識面廣。比值定義是各個知識點(diǎn)之間的橋梁，將知識點(diǎn)串成知識線，再將知識線形成知識面。

此外，比值定義法經(jīng)常被用于定義物理概念，也可以通過它來將數(shù)學(xué)引入物理，這對學(xué)生掌握基本研究方法和能力而言是不可缺少的。

二、比值定義法的特征

（一）既變化又不變

被定義的物理量不受定義它的物理量的影響，起決定作用的是其他物理量。也就是說形式上發(fā)生變化，比值卻是一定的，這體現(xiàn)了不同點(diǎn)中的相同點(diǎn)。

（二）在本質(zhì)上具有差異

在比值定義中同一個物理量，比值大小上的差異反映了本質(zhì)屬性上的區(qū)別，這體現(xiàn)了相同點(diǎn)中的不同點(diǎn)。

（三）變量之間是相互聯(lián)系的

比值定義法定義的物理量是以已有的物理概念為基礎(chǔ)，將比值組合，使反映事物本質(zhì)的連接點(diǎn)得以建立，并將不同物理量聯(lián)系起來，這樣才能形成系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)，才能利于學(xué)生學(xué)習(xí)并完全掌握知識。

三、兩種比值定義法

（一）反映效果的比值定義法

第一種比值法定義的物理量具有以下共同特征：找到某一物理量的變化量，然后除以所用時(shí)間，得出比值來表示物理量在變化上的快與慢。這種比值定義法主要反映的是效果。下面列舉一些用這種方法定義的物理量：

1、速度。速度是一個物體的移動距離與這個物體的移動時(shí)間的比值，其公式為v=s/t。速度反映的是位移矢量和和時(shí)間之間的變化率，它反映了物體位置變化的快慢。

2、加速度。加速度是將速度的變化量除以物體發(fā)生這一變化所耗費(fèi)的時(shí)間而得到的比值，其公式為a=Δv/Δt。加速度反映的是速度矢量的變化狀況，其決定式是a=F/m，加速度的產(chǎn)生是因?yàn)榱Φ拇嬖冢且粋€能夠體現(xiàn)物體速度變化快慢的物理量。

3、角速度。物體在一定時(shí)間內(nèi)，由A處運(yùn)動至B處，圓心為O，半徑OA在這段時(shí)間內(nèi)所轉(zhuǎn)過的角度與所耗費(fèi)的時(shí)間的比值就是角速度，其公式為ω=Ч/t（Ч為所走過弧度，t為時(shí)間），ω的單位為弧度每秒。角速度反映了物體繞著圓心轉(zhuǎn)動的快慢情況，反映的是角度對時(shí)間的變化情況。

4、線速度。取一段極短的時(shí)間，物體在這段時(shí)間中所通過的弧長與這段時(shí)間之比就是線速度，其公式為v=△L/△t（△L為通過的弧長）。線速度反映了物體運(yùn)動的快慢和弧長對時(shí)間的變化狀況。

5、功率。功與做完這些功所耗費(fèi)的時(shí)間之比就是功率，其公式為P=W/t（W是功，t是所耗時(shí)間）。功率反映的是物體做功的快慢情況。

6、電流。在單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量就是電流，其公式為I=Q/t。

7、感應(yīng)電動勢。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中所產(chǎn)生的電動勢就是感應(yīng)電動勢，其公式為E=n（ΔΦ/Δt）。

（二）反映物質(zhì)或物體屬性的比值定義法

第二種比值定義法的物理量具有以下共同特征：兩個甚至多個物理量的比值是固定的，這種比值定義法反映了物質(zhì)或物體屬性，其大小是取決于物體本身的，和公式中的其他物理量沒有任何關(guān)系。下面列舉一些用這種方法定義的物理量：

1、電場強(qiáng)度。試探電荷在電場中的處于某個位置時(shí)所受的力和試探電荷的電荷量的比值就是電場強(qiáng)度，其公式為E=F/q。在理解的時(shí)候，認(rèn)為E與F成正比，和q成反比是錯誤的。電場強(qiáng)度是用于描述電場力性質(zhì)的，電場本身性質(zhì)和空間的位置是決定因素，和試探電荷沒有關(guān)系。

2、電勢。電荷在電場中某一點(diǎn)時(shí)的電勢能除以其電荷量，所得到的比值就是這一點(diǎn)的電勢，其公式為U=E/q（U表示電勢，E表示電勢能，q表示電荷量）。電勢可以表現(xiàn)電場能的性質(zhì)，其大小和試探電荷沒有關(guān)系。

3、電容。電容器所帶的電荷量Q除以電容器兩極間的電勢差U，所得出的比值就是電容器的電容，其公式為C=Q/U。電容將電容器儲存電荷的特性體現(xiàn)出來，認(rèn)為C與Q成正比，與U成反比的想法是錯誤的。C與電容器是否帶電以及帶電量的多少沒有關(guān)系。

4、磁感應(yīng)強(qiáng)度。磁感應(yīng)強(qiáng)度可以表示磁場的強(qiáng)弱，其公式是B=F/IL。認(rèn)為B和F成正比，和IL成反比的想法是錯誤的。磁場中某一位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向與放入導(dǎo)線的長短L以及流過導(dǎo)線的電流強(qiáng)度I還有電流受到的力F沒有關(guān)系，它是一個客觀存在，其決定因素是磁場本身的性質(zhì)。

5、電動勢。電動勢在數(shù)值上是非靜電力把大小為1C的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極的一方移動到正極的一方所產(chǎn)生的功，其公式為E=W/q。電源中非靜電力的特性是電動勢的決定因素，電源的體積和外電路對電動勢沒有影響。

6、熔化熱。在一種晶體的熔化過程中，其所需要的熱量和其質(zhì)量的比值，就是這種晶體的熔化熱。不同的晶體，其構(gòu)成結(jié)構(gòu)也必然不相同。要破壞不同物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，所耗費(fèi)的能量也各不相同。

7、汽化熱。將某種液體汽化成同溫度的氣體時(shí)所耗費(fèi)的能量除以質(zhì)量，得到的比值就是這種物質(zhì)在這個溫度下的汽化熱，其公式為L=Q/m。

8、折射率。光從真空射入某種介質(zhì)時(shí)會發(fā)生折射現(xiàn)象，求出入射角的正弦以及折射角的正弦，前者除以后者的比值就是這種介質(zhì)的折射率。折射率和入射角以及折射角沒有任何關(guān)系，介質(zhì)的性質(zhì)是其決定因素。

四、結(jié)束語

比值定義法的本質(zhì)就是以相同的標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)來進(jìn)行比較。在運(yùn)用比值定義法研究物理量的時(shí)候，不僅要重視充分理解其本質(zhì)，而且要充分理解物理知識的內(nèi)涵，這樣才能真正掌握物理知識。

參考文獻(xiàn)：

[1]殷作模.例談高中物理比值定義法[J].中學(xué)物理（高中版），2013（4）

[2]張沖.基于高中物理比值定義法的本質(zhì)研究[J].新課程學(xué)習(xí)（學(xué)術(shù)教育），2012（6）

[3]孫玲玲.注意比值定義法的物理量與數(shù)學(xué)比值之間的區(qū)別[J].讀寫算（教研版），2012（8）

[4]朱文軍，陸建隆.例談比值定義法構(gòu)建物理概念[J].物理教學(xué)探討，2010（28）