探究比值定義法在高中物理的應(yīng)用

一、前言

物理概念是構(gòu)成物理知識(shí)的基礎(chǔ)，學(xué)生正確理解、掌握物理概念是學(xué)好物理的前提和基礎(chǔ)。平時(shí)在教學(xué)中只有讓學(xué)生搞清楚引入物理概念的真正意圖，才能使學(xué)生主動(dòng)深入地了解所要研究的問題，才能使學(xué)生真正掌握物理概念的內(nèi)涵。在學(xué)生對(duì)基本概念的理解和應(yīng)用的過程中，滲透著物理研究的科學(xué)思維和科學(xué)方法，因此選擇合適的引入物理概念的方法是至關(guān)重要的。在高中物理學(xué)中引入概念的方法有很多種，其中用比值法定義物理量是比較常見的一種研究方法，它在整個(gè)高中物理學(xué)中具有很典型的意義。

二、比值定義法概念

比值定義物理量的方法就是指在定義某一個(gè)物理量的時(shí)候采取比值的形式定義的，即將某一物理量作為分子，另一物理量作為分母，把得到的比值定義為新的物理量的一種方法。一般地，比值法定義的基本特點(diǎn)是被定義的物理量往往是反映物質(zhì)的最本質(zhì)的屬性，它不隨定義所用的物理量的大小取舍而改變。

三、兩種比值定義法

（1）反應(yīng)效果的比值定義法：這種比值定義法主要有以下特征：某一量的變化量除以時(shí)間得出比值，表示物理量在變化上的快與慢，這種比值定義法主要反應(yīng)的是效果，下面列舉一些這種方法定義的物理量：①速度：速度是位移與時(shí)間的比值，反應(yīng)位移矢量和時(shí)間之間的變化率，公式為v=s/t，它表示了位置變化的快慢。②加速度：加速度是速度變化量與時(shí)間的比值，公式為a=⊿v/⊿t，能夠體現(xiàn)速度變化的快慢。③角速度：角速度等于物體在單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度，公式為ω=△θ/△t，表示轉(zhuǎn)動(dòng)快慢和方向的物理量。④線速度：線速度的大小等于弧長(zhǎng)和時(shí)間的比值，線速度的定義式為：v=l/t ⑤功率：功率是指物體在單位時(shí)間內(nèi)所做的功，是描述做功快慢的物理量。其公式為P=W/t。

（2）電流。電流指單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)線某一截面的電荷量，其公式為I=Q/t

（3）感生電動(dòng)勢(shì)。感生電動(dòng)勢(shì)的大小跟穿過閉合電路的磁通量改變的快慢有關(guān)系，E=nΔΦ/Δt.

（4）反應(yīng)物質(zhì)和物質(zhì)屬性的比值定義法。這類比值法的主要特征是：有兩個(gè)甚至多個(gè)物理量的比值是固定的，反應(yīng)物質(zhì)和物質(zhì)屬性，屬性由本身所決定，與其他量無(wú)任何關(guān)系，下面列舉一些這種方法定義的物理量：①電場(chǎng)強(qiáng)度：電場(chǎng)強(qiáng)弱可由試探電荷所受的力與試探點(diǎn)電荷帶電量的比值確定。描述電場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量。電場(chǎng)強(qiáng)度的大小取決與電場(chǎng)本身，或者說(shuō)取決于激發(fā)電場(chǎng)的電荷，與電場(chǎng)中的受力電荷無(wú)關(guān)。公式為E=F/q 。②電勢(shì)：電勢(shì)數(shù)值上等于單位正電荷由電場(chǎng)中某點(diǎn)A移到參考點(diǎn)O（即零勢(shì)能點(diǎn)，一般取無(wú)限遠(yuǎn)處或者大地為零勢(shì)能點(diǎn)）時(shí)電場(chǎng)力做的功與其所帶電量的比值。由電場(chǎng)中某點(diǎn)位置決定，反映電場(chǎng)能的性質(zhì)，與檢驗(yàn)電荷電量、電性無(wú)關(guān)。公式為φA=Ep/q。③電容：電容是電荷量與電壓的比值， 但電容的大小不是由Q（帶電量）或U（電壓）決定的，定義式：C=Q/U。④磁感應(yīng)強(qiáng)度：磁感應(yīng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于垂直于磁場(chǎng)方向長(zhǎng)1 m，電流為1 A的導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力的大小，反映磁場(chǎng)本身的性質(zhì)，公式為：B= F/IL。⑤電動(dòng)勢(shì)：電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于非靜電力把單位正電荷從電源低電位端b經(jīng)電源內(nèi)部移到高電位端a所作的功。電動(dòng)勢(shì)是表示電源特征的一個(gè)物理量，與w與q無(wú)關(guān)，公式為E=W/q 。

四、結(jié)束語(yǔ)

總之，在教學(xué)中講解用比值法定義的物理量時(shí)一定要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到被定義的物理量是反映了物體或物質(zhì)的物理屬性，與定義式中的物理量毫無(wú)關(guān)系。當(dāng)然物理概念來(lái)源于生活實(shí)際，授課時(shí)要讓學(xué)生明白現(xiàn)實(shí)生活中的一些物理量之間的比值是有意義的，新物理量的名稱只是為了區(qū)分這些具有不同意義的比值。學(xué)生只有搞清引入某一物理概念的真正意圖，才能對(duì)要研究的問題有深入的了解，才能說(shuō)真正地掌握了一個(gè)物理概念。