“比值法”定義物理量歸類整理

在物理教學中，把既具有質的規定性，又具有量的規定性的物理概念稱為物理量。中學物理中，有相當數量的物理量是采用“比值法”定義的。“比值法”有它自身的特殊性，了解“比值法”的一些特點，能夠更好地開展實際教學。

1 用“比值法”定義的物理量系統歸類

中學物理中應用比值法定義的物理量很多，現將它們收集整理成下表，供同行在教學中參考。

2 “比值法”的特點

2.1 什么是“比值法”

比值法就是應用兩個物理量的比值來定量研究第三個物理量。它適用于物質屬性或特征、物體運動特征的定義。由于它們在與外界接觸作用時會顯示出一些性質，這就給我們提供了利用外界因素來表示其特征的間接方式，往往借助實驗尋求一個只與物質或物體的某種屬性特征有關的兩個或多個可以測量的物理量的比值，就能確定一個表征此種屬性特征的新物理量。應用比值法定義物理量，往往需要一定的條件；一是客觀上需要，二是間接反映特征屬性的的兩個物理量可測，三是兩個物理量的比值必須是一個定值。

2.2 兩類比值法及特點

一類是用比值法定義物質或物體屬性特征的物理量，如：電場強度E、磁感應強度B、電容C、電阻R等。它們的共同特征是；屬性由本身所決定。定義時，需要選擇一個能反映某種性質的檢驗實體來研究。比如：定義電場強度E，需要選擇檢驗電荷q，觀測其檢驗電荷在場中的電場力F，采用比值F/q就可以定義。

另一類是對一些描述物體運動狀態特征的物理量的定義，如速度v、加速度a、角速度ω等。這些物理量是通過簡單的運動引入的，比如勻速直線運動、勻變速直線運動、勻速圓周運動。這些物理量定義的共同特征是：相等時間內，某物理量的變化量相等，用變化量與所用的時間之比就可以表示變化快慢的特征。

3 “比值法”的理解

1.理解要注重物理量的來龍去脈。為什么要研究這個問題從而引入比值法來定義物理量（包括問題是怎樣提出來的），怎樣進行研究（包括有哪些主要的物理現象、事實，運用了什么手段和方法等），通過研究得到怎樣的結論（包括物理量是怎樣定義的，數學表達式怎樣），物理量的物理意義是什么（包括反映了怎樣的本質屬性，適用的條件和范圍是什么）和這個物理量有什么重要的應用。

2.理解要展開類比與想象，進行邏輯推理。所有的比值法定義的物理量有相同的特點，通過展開類比與想象，進行邏輯推理、抽象思維等活動，從而引起思維的飛躍，知識的遷移，在類比中加深理解。如在重力場、電場、磁場的教學中，相同的是都需要選擇一個檢驗場性質的實體，用檢驗實體的受力與檢驗實體的有關物理量的比來定義。但也存在區別，重力場的比值中，分母是質量最簡單，電場定義時，要考慮電荷的電性，而磁場定義最復雜，不僅與考慮電流元I，而且要考慮電流元的放置方位與有效長度。

3.不能將比值法的公式純粹的數學化。在建立物理量的時候，交代物理思想和方法，搞清概念表達的屬性，從這些量度公式中理解它們的物理過程與物理符號的真實內容，切忌被數學符號形式化，忽視了物理量的豐富內容，一定要從量度公式中揭示所定義的概念與有關概念的真實依存關系和物理過程，防止學生死記硬背和亂用。另一方面，在數學形式上用比例表示的式子，不一定就應用比值法。如公式a=F/m，只是數學形式上象比值法，實際上不具備比值法的其它特點。所以不能把比值法與數學形式簡單的聯系在一起。