初中定義式定義物理量的方法與應用

定義是物理學的一種基本方法，也是物理知識的基本組成，整部物理學就是一系列的物理定義和物理規律的集體介紹，可以說沒有定義就沒有物理學，所以學會定義對學習物理十分重要。雖然定義的地位沒有物理規律重要，但其約定形成的規則其作用與物理規律無異。尤其物理量定義式，更是物理定義的重中之重。

初中第一次接觸的物理量定義式就是速度，過去教材定義為“在勻速直線運動中，速度等于單位時間內通過的路程”，基于如此定義，速度的定義式v=s/t。就是這樣的通俗定義，看起來簡單，但它蘊含著深奧的基本方法，對初學者而言其實并不好理解。要真正學會速度定義，讓物理學習變得輕松，還應該掌握定義的方法。首先，為什么在速度之前加上勻速直線運動？在變速運動中不行嗎？教師確實難以給出令學生滿意的回答，其實它們的差別就是平均與即時之差，而即時速度在物理學中的處理是用更短時間單元內的平均速度表示。這樣處理的背后還隱藏了忽略次要因素的理想化處理方法，即在較短時間內，把物體的運動當作勻速直線運動，這樣的理想化處理對初中生來說知識儲備顯然遠遠不夠，所以就在前面加上“在勻速直線運動中”，這就是教材處理的藝術之舉。其次“單位時間內通過的路程”為什么就直接得出v=s/t？舊教材沒有給學生充分的知識準備，就給出了定義式，這不太適合學生的認知水平，因此，新教材干脆直接用路程和時間之比來定義，這樣處理較之前更容易被學生接受。不過結合教材的想想議議，學生自然產生這樣的疑問：速度能否用時間與路程之比v=t/s？答案當然是肯定的，只不過物理意義從單位時間內通過的路程變為通過單位路程所需要的時間而已，但今天的物理學選擇了v=s/t，就必須接受這一基本約定。

例 某同學跑100米用時13秒，若用此速度跑1500米，用時多少？

可用v=t/s這樣來求解，根據v=t/s可知該同學速度v=t/s=13秒/100米=0.13秒/米。所以跑1500米用時t=vs=0.13秒/米×1500米=195秒。結果與用v=s/t求解沒有什么兩樣。物理學選擇了v=s/t不是由于更優秀，而是更適合我們的使用習慣，最主要還是由于歷史的原因。

從速度的定義可知，這個基礎物理量定義形式并不是唯一的，但是速度快慢與路程和時間兩因素有關這又是唯一的。初中教材中每一個物理量定義式引入都要對相關要素的相關唯一性進行論證，才進行定義。如壓強，壓力的作用效果與壓力大小和受力面積有關，壓強P=F/S，單位帕；功，功的大小與作用在物體上的力和物體在力的方向上通過程距離有關，功W=FS，單位焦耳。

總結速度定義方法，一般先確定要定義的物理量與什么因素有關，然后再進行理想化處理，最后再選擇恰當的數學表達式，并賦予新物理量適當的單位。在初中物理量中用定義式定義的物理量有頻率f，速度v，密度ρ，壓強P，功W，功率P，機械效率 ，熱值q，比熱容C。它們的比較如下列表。

需要特別說明的是功，多數定義式采用比值，只有功是乘積；還有比熱容與眾不同的是一般只涉及兩個物理量，但比熱容卻包含三個，這算是初中物理中單位最復雜的物理量。

學習定義式定義，在教學實踐中大致有三個方面的應用。

一、加強學習識記，提高學習效率

只要知道定義的數學方法，理解物理量定義的物理意義就變得簡單了。物理量定義式較多，通過梳理對比，無疑更有利學生的識記。教學實踐中要讓大多數學生通過定義式應用，必須通過大量的練習測試方見成效，而通過對比學習，學生的學習效率就會較快提高。

二、利用重定義簡化數學計算

如電能表指標為1200r/kwh，表盤較過了90轉，電路中消耗多少電能？學生的一般做法是W=90r/1200r/kw=0.0078kwh。但利用重定義其物理意義就變得更加明晰。即定義每1200轉電路消耗1kwh電能，那么90轉消耗電能W=90r

*1/1200kwh/r=0.0075kwh。這本來是簡單的計算，特別在沒有公式的情況下，在教學實踐中學生犯錯的機會還是相當高的。所以我們一定要真正掌握定義式定義物理量的方法。

三、提高自身探索未知領域的能力

探索未知領域這才是學習的終極目標，筆者在長期的教學實踐中非常重視這方面能力的培養，每屆學生都被要求給出這樣兩個定義：1、定義能反映轉動快慢的物理量；2、定義能反映電流表靈敏度的物理量。但是能完成這兩個定義的學生并不多，足見定義式定義物理量的方法并不是一蹴而就的，還需要我們進行更多的教學探索，同時更希望教材不要老是停留在某量（c）與某某量（ab）有關，所以某量c=a/b，還要注重創新能力的培養。

【作者簡介】

雷蔭璋（1967-），男，廣西南寧人，民族：壯，職稱：中學一級，學歷：本科。研究方向：物理教學與智能教育研究。