淺談物理公式中“＝”的意義

摘 要：本文根據(jù)作者對(duì)物理定理、定律以及物理概念的認(rèn)識(shí)和理解，介紹了物理公式中“=”表達(dá)的幾種意義。

關(guān)鍵詞：物理公式；等號(hào)；意義

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-6148(2007)8(S)-0019-2

在物理教學(xué)過程中，清楚地解析定理、定律以及反映物理量之間關(guān)系的物理公式中“=”的意義，讓學(xué)生明白“=”的真正涵義，應(yīng)該說是很有好處和十分必要的。下面就物理公式中“=”的意義，談一些認(rèn)識(shí)。一般說來，物理公式中的“=”至少有三種不同的意義。

（1）“=”最基本的意義是表明等式兩邊的物理量在數(shù)值上相等，即純粹的數(shù)學(xué)意義。例如機(jī)械能守恒定律

表明系統(tǒng)末態(tài)機(jī)械能與初態(tài)機(jī)械能在數(shù)值上相等。任何一個(gè)物理公式都具有這種意義，日常計(jì)算和換算等式中的“=”反映的也都是這種意義，例如熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系T=（t+273）℃。另外，有些物理公式中的“=”在表示等值關(guān)系的同時(shí)，還具有更豐富的物理含義。例如，如果等式兩端聯(lián)系的表達(dá)式為矢量式，則公式中“=”也同時(shí)反映等式兩邊物理量方向相同的關(guān)系。以動(dòng)量守恒定律為例，該定律的表達(dá)式

不僅表明系統(tǒng)末態(tài)動(dòng)量與初態(tài)動(dòng)量在數(shù)值上相等，同時(shí)表明它們的方向相同。

（2）反映不同物理量之間相互依賴關(guān)系的，類似于數(shù)學(xué)中自變量與因變量之間的函數(shù)關(guān)系（如一條直線的數(shù)學(xué)方程為y=ax+b，其因變量y隨自變量x變化而變化），表現(xiàn)為一種因果關(guān)系。物理公式中有許多就是表現(xiàn)的這種關(guān)系，例如牛頓第二定律

該等式不僅表明加速度的大小與力的大小成正比，而且反映了加速度是由物體所受的力引起的，或者換句話說，力是產(chǎn)生加速度的原因。再如動(dòng)能定理

這一公式表明物體所受合外力做的功改變了物體的動(dòng)能，動(dòng)能變化是由合外力做功引起的，并可由合外力的功來量度。

對(duì)物理公式中“=”的理解，除以上三種意義外，還應(yīng)注意“=”聯(lián)系的物理量的特征，如果等式一邊的物理量為狀態(tài)量（與時(shí)刻對(duì)應(yīng)），則等式另一邊的物理量也一定為狀態(tài)量；同樣，如果等式一邊的物理量為過程量（與時(shí)間對(duì)應(yīng)），則等式另一邊的物理量也一定為過程量。前者如動(dòng)量守恒定律

等式兩邊均為狀態(tài)量；后者如動(dòng)量定理I_合=Δp，其中的合力沖量與動(dòng)量的變化量，都只能存在于一段時(shí)間內(nèi)，兩個(gè)物理量均為過程量。

在教學(xué)過程中，認(rèn)真分析物理公式中“=”的不同意義，對(duì)于幫助學(xué)生深入認(rèn)識(shí)這個(gè)等式實(shí)際隱藏的概念，從而更好地認(rèn)識(shí)和理解物理定理、定律以及物理量的本質(zhì)并加以靈活運(yùn)用具有重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

［1］許國(guó)梁. 中學(xué)物理教學(xué)法.高等教育出版社，1984

［2］浙江省教育學(xué)會(huì). 高中物理方法教育研究. 浙江教育出版社，1995

(欄目編輯黃懋恩)

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