區(qū)分物理量的決定式、量度式、定義式

物理量的決定式反映的是“決定某物理量產(chǎn)生與變化的是哪些因素以及該物理量跟這些因素之間的定量關(guān)系”。從公式的形式上看，它是“知因求果”的物理公式。例如，在物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化過程中，合外力F是使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化，即產(chǎn)生加速度a的外因;質(zhì)量m是反映物體保持原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的一種特性——慣性，這種特性是有限的不是無限的，所以它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是可變的，因此m是物體產(chǎn)生加速度的內(nèi)因。另外，F(xiàn)、m之間不存在因果關(guān)系，它們是兩個(gè)各自獨(dú)立的因素，或者說是兩個(gè)獨(dú)立的變量。加速度a是這連個(gè)獨(dú)立變量的函數(shù)，所以加速度的決定式是a=F/m。此式反映了客觀物理過程的因果關(guān)系：“物體的加速度跟物體所受的外力的合力F成正比，跟物體的質(zhì)量m成反比。”再如導(dǎo)體電阻的決定式是R=ρl/S。

決定式左側(cè)的物理量是某個(gè)物理過程的結(jié)果;右側(cè)是決定物理量的因素，是決定該物理量產(chǎn)生和變化的原因。由此可見，物理量的決定式說明該物理量“取決于什么”。

物理量的量度式表示“該物理量的值可以應(yīng)用這個(gè)公式進(jìn)行量度，但不是由這個(gè)公式?jīng)Q定的”。從公式的形式上看，它是“知果求因”的物理公式。

量度式與測(cè)量該物理量的一個(gè)實(shí)驗(yàn)相聯(lián)系，它是測(cè)定性實(shí)驗(yàn)的理論根據(jù);應(yīng)用量度式可以從實(shí)驗(yàn)上測(cè)定物質(zhì)的特性、物體的特性、物體間的相互作用等。

例如導(dǎo)體電阻的量度式R=U/I是伏安法測(cè)定電阻的理論依據(jù)，但它不是導(dǎo)體電阻的決定式，不能說“導(dǎo)體的電阻R跟外加電壓U成正比，跟導(dǎo)體內(nèi)通過的電流I成反比”。

牛頓第二定律的變形式F=m是力F的量度式，它是通過力的一種效果（產(chǎn)生加速度a）來量度力的大小的。力的大小不是由物體的質(zhì)量m和加速度a決定的，F(xiàn)是跟m、a無關(guān);不能說“物體所受的外力的合力F跟物體的質(zhì)量m成正比，跟物體的加速度a成正比”。不同性質(zhì)的力有不同的決定式，如地球表面附近的重力的決定式是G=mg;彈簧的彈力的決定式是F=k;滑動(dòng)摩擦力的決定式是F=μF_N等。

一般說來，量度式的左側(cè)不是結(jié)果，而是物理現(xiàn)象中的原因之一;量度式的右側(cè)既有結(jié)果又有原因。量度式的右側(cè)諸量不是獨(dú)立變量。例如，m=F/a。a跟F之間有因果關(guān)系，它是物體質(zhì)量的量度式。物體質(zhì)量的決定式是m=ρV。

由此可見，量度式說明該物理量在量值上“等于什么”。

而物理量的定義式是根據(jù)物理量的文字或語言表述寫成的數(shù)學(xué)表達(dá)式。

如，由加速度的文字表述“加速度是表示速度改變快慢的物理量，它等于速度的改變跟發(fā)生這一改變所用時(shí)間的比值”，可得加速度的定義式是a=ν_t-ν₀/t。由動(dòng)量的文字表述“運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量和速度的乘積叫做動(dòng)量”，可得動(dòng)量的定義式是p=mv。物理量的定義式說明該物理量“是什么”。

一般而言，物理量的定義式與決定式、量度式之間沒有固定的聯(lián)系。但有的定義式就是決定式。例如，動(dòng)量的定義式p=mv是決定式，也是量度式。

例如，根據(jù)R=U/I式，我們量度一個(gè)導(dǎo)體的電阻，可以用電壓表和電流表分別測(cè)出導(dǎo)體兩端的電壓V和其中的電流I，從而量度出導(dǎo)體的電阻R.當(dāng)然，我們也可以用惠斯通電橋，還可以用歐姆表來直接測(cè)出導(dǎo)體的電阻.量度儀器多種多樣，構(gòu)造原理也各不相同，但是它們?cè)诹慷饶骋晃锢砹繒r(shí)，都是不違背其定義式的.物理量的定義揭示了這個(gè)物理量所反映客觀事物的根本特征，定義式創(chuàng)造了該物理量參與有關(guān)實(shí)際計(jì)算的條件.但物理量的定義或定義式并不能使我們認(rèn)識(shí)到?jīng)Q定該物理量量值大小的條件是什么，而這又是很重要的.根據(jù)物理量的定義式，結(jié)合其他理論，利用數(shù)學(xué)可以推求出物理量大小的條件公式。

作者簡(jiǎn)介：馮艷（1983-），女，漢族，山西長(zhǎng)治人，中教一級(jí)，本科，研究方向：高中物理。