初中定義式定義物理量的方法與應(yīng)用

定義是物理學(xué)的一種基本方法，也是物理知識的基本組成，整部物理學(xué)就是一系列的物理定義和物理規(guī)律的集體介紹，可以說沒有定義就沒有物理學(xué)，所以學(xué)會定義對學(xué)習(xí)物理十分重要。雖然定義的地位沒有物理規(guī)律重要，但其約定形成的規(guī)則其作用與物理規(guī)律無異。尤其物理量定義式，更是物理定義的重中之重。

初中第一次接觸的物理量定義式就是速度，過去教材定義為“在勻速直線運(yùn)動中，速度等于單位時間內(nèi)通過的路程”，基于如此定義，速度的定義式v=s/t。就是這樣的通俗定義，看起來簡單，但它蘊(yùn)含著深奧的基本方法，對初學(xué)者而言其實(shí)并不好理解。要真正學(xué)會速度定義，讓物理學(xué)習(xí)變得輕松，還應(yīng)該掌握定義的方法。首先，為什么在速度之前加上勻速直線運(yùn)動？在變速運(yùn)動中不行嗎？教師確實(shí)難以給出令學(xué)生滿意的回答，其實(shí)它們的差別就是平均與即時之差，而即時速度在物理學(xué)中的處理是用更短時間單元內(nèi)的平均速度表示。這樣處理的背后還隱藏了忽略次要因素的理想化處理方法，即在較短時間內(nèi)，把物體的運(yùn)動當(dāng)作勻速直線運(yùn)動，這樣的理想化處理對初中生來說知識儲備顯然遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，所以就在前面加上“在勻速直線運(yùn)動中”，這就是教材處理的藝術(shù)之舉。其次“單位時間內(nèi)通過的路程”為什么就直接得出v=s/t？舊教材沒有給學(xué)生充分的知識準(zhǔn)備，就給出了定義式，這不太適合學(xué)生的認(rèn)知水平，因此，新教材干脆直接用路程和時間之比來定義，這樣處理較之前更容易被學(xué)生接受。不過結(jié)合教材的想想議議，學(xué)生自然產(chǎn)生這樣的疑問：速度能否用時間與路程之比v=t/s？答案當(dāng)然是肯定的，只不過物理意義從單位時間內(nèi)通過的路程變?yōu)橥ㄟ^單位路程所需要的時間而已，但今天的物理學(xué)選擇了v=s/t，就必須接受這一基本約定。

例 某同學(xué)跑100米用時13秒，若用此速度跑1500米，用時多少？

可用v=t/s這樣來求解，根據(jù)v=t/s可知該同學(xué)速度v=t/s=13秒/100米=0.13秒/米。所以跑1500米用時t=vs=0.13秒/米×1500米=195秒。結(jié)果與用v=s/t求解沒有什么兩樣。物理學(xué)選擇了v=s/t不是由于更優(yōu)秀，而是更適合我們的使用習(xí)慣，最主要還是由于歷史的原因。

從速度的定義可知，這個基礎(chǔ)物理量定義形式并不是唯一的，但是速度快慢與路程和時間兩因素有關(guān)這又是唯一的。初中教材中每一個物理量定義式引入都要對相關(guān)要素的相關(guān)唯一性進(jìn)行論證，才進(jìn)行定義。如壓強(qiáng)，壓力的作用效果與壓力大小和受力面積有關(guān)，壓強(qiáng)P=F/S，單位帕；功，功的大小與作用在物體上的力和物體在力的方向上通過程距離有關(guān)，功W=FS，單位焦耳。

總結(jié)速度定義方法，一般先確定要定義的物理量與什么因素有關(guān)，然后再進(jìn)行理想化處理，最后再選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)表達(dá)式，并賦予新物理量適當(dāng)?shù)膯挝?。在初中物理量中用定義式定義的物理量有頻率f，速度v，密度ρ，壓強(qiáng)P，功W，功率P，機(jī)械效率 ，熱值q，比熱容C。它們的比較如下列表。

需要特別說明的是功，多數(shù)定義式采用比值，只有功是乘積；還有比熱容與眾不同的是一般只涉及兩個物理量，但比熱容卻包含三個，這算是初中物理中單位最復(fù)雜的物理量。

學(xué)習(xí)定義式定義，在教學(xué)實(shí)踐中大致有三個方面的應(yīng)用。

一、加強(qiáng)學(xué)習(xí)識記，提高學(xué)習(xí)效率

只要知道定義的數(shù)學(xué)方法，理解物理量定義的物理意義就變得簡單了。物理量定義式較多，通過梳理對比，無疑更有利學(xué)生的識記。教學(xué)實(shí)踐中要讓大多數(shù)學(xué)生通過定義式應(yīng)用，必須通過大量的練習(xí)測試方見成效，而通過對比學(xué)習(xí)，學(xué)生的學(xué)習(xí)效率就會較快提高。

二、利用重定義簡化數(shù)學(xué)計(jì)算

如電能表指標(biāo)為1200r/kwh，表盤較過了90轉(zhuǎn)，電路中消耗多少電能？學(xué)生的一般做法是W=90r/1200r/kw=0.0078kwh。但利用重定義其物理意義就變得更加明晰。即定義每1200轉(zhuǎn)電路消耗1kwh電能，那么90轉(zhuǎn)消耗電能W=90r

*1/1200kwh/r=0.0075kwh。這本來是簡單的計(jì)算，特別在沒有公式的情況下，在教學(xué)實(shí)踐中學(xué)生犯錯的機(jī)會還是相當(dāng)高的。所以我們一定要真正掌握定義式定義物理量的方法。

三、提高自身探索未知領(lǐng)域的能力

探索未知領(lǐng)域這才是學(xué)習(xí)的終極目標(biāo)，筆者在長期的教學(xué)實(shí)踐中非常重視這方面能力的培養(yǎng)，每屆學(xué)生都被要求給出這樣兩個定義：1、定義能反映轉(zhuǎn)動快慢的物理量；2、定義能反映電流表靈敏度的物理量。但是能完成這兩個定義的學(xué)生并不多，足見定義式定義物理量的方法并不是一蹴而就的，還需要我們進(jìn)行更多的教學(xué)探索，同時更希望教材不要老是停留在某量（c）與某某量（ab）有關(guān)，所以某量c=a/b，還要注重創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

【作者簡介】

雷蔭璋（1967-），男，廣西南寧人，民族：壯，職稱：中學(xué)一級，學(xué)歷：本科。研究方向：物理教學(xué)與智能教育研究。