“比值法”定義物理量歸類整理

在物理教學(xué)中，把既具有質(zhì)的規(guī)定性，又具有量的規(guī)定性的物理概念稱為物理量。中學(xué)物理中，有相當(dāng)數(shù)量的物理量是采用“比值法”定義的?！氨戎捣ā庇兴陨淼奶厥庑?，了解“比值法”的一些特點，能夠更好地開展實際教學(xué)。

1 用“比值法”定義的物理量系統(tǒng)歸類

中學(xué)物理中應(yīng)用比值法定義的物理量很多，現(xiàn)將它們收集整理成下表，供同行在教學(xué)中參考。

2 “比值法”的特點

2.1 什么是“比值法”

比值法就是應(yīng)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(zhì)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(zhì)，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(zhì)或物體的某種屬性特征有關(guān)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(yīng)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(zhì)或物體屬性特征的物理量，如：電場強度E、磁感應(yīng)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(zhì)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(tài)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(nèi)，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(jìn)行研究（包括有哪些主要的物理現(xiàn)象、事實，運用了什么手段和方法等），通過研究得到怎樣的結(jié)論（包括物理量是怎樣定義的，數(shù)學(xué)表達(dá)式怎樣），物理量的物理意義是什么（包括反映了怎樣的本質(zhì)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(yīng)用。

2.理解要展開類比與想象，進(jìn)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(jìn)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(xué)中，相同的是都需要選擇一個檢驗場性質(zhì)的實體，用檢驗實體的受力與檢驗實體的有關(guān)物理量的比來定義。但也存在區(qū)別，重力場的比值中，分母是質(zhì)量最簡單，電場定義時，要考慮電荷的電性，而磁場定義最復(fù)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(shù)學(xué)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(dá)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(nèi)容，切忌被數(shù)學(xué)符號形式化，忽視了物理量的豐富內(nèi)容，一定要從量度公式中揭示所定義的概念與有關(guān)概念的真實依存關(guān)系和物理過程，防止學(xué)生死記硬背和亂用。另一方面，在數(shù)學(xué)形式上用比例表示的式子，不一定就應(yīng)用比值法。如公式a=F/m，只是數(shù)學(xué)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(shù)學(xué)形式簡單的聯(lián)系在一起。