浅谈比值定义法在初中物理教学中的应用
浅谈比值定义法在初中物理教学中的应用
长武县巨家中学 弥向春
物理概念是构成物理知识的基础，学生正确理解、掌握物理概念是学好物理的前提和基础。在初中物理教学中，物理量的定义，是物理概念的最基本、最概括、最实质的内容，也是物理公式的基础。初中物理中有许多的物理量，探究它们定义中的一些共性，对于学生理解、掌握这些物理概念和物理量会起到事半功倍的效果。从事多年的初中物理教学，发现初中物理中的物理量的定义方式主要是比值定义法（即除法）。
所谓比值定义法，就是用两个已知物理量（或两个以上）的“比”来定义一个新的物理量的方法，即将某一物理量作为分子，另一物理量作为分母，把得到的比值作为新的物理量的一种方法。用比值来定义的物理量往往是反映物质的最本质的属性，揭示了该物理量的物理意义，它不随定义所用的物理量的大小（即分子和分母）取舍而改变。下面以苏科版九年级物理上册中的“热值”为例说明比值定义法的应用：
教学情境创设：随着人们生活水平的提高，居民家庭中的燃料也在悄悄变化，由木材演变为煤球，进化为煤气，现在天然气也走进了千家万户，燃料变化的主要原因是质量相同的不同燃料完全燃烧时放出的热量不同。为了反映燃料的这种物理属性。引出热值的定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量的比叫做这种燃料的热值。 定义式：q=Q/m。热值的单位是：J/kg。决定因素：①燃料的热值与燃料完全燃烧放出的热量和燃料的质量无关，与燃料是否被完全燃烧也无关；②燃料的热值只与燃料的种类有关。常见燃料的热值及其物理意义：如汽油的热值为4.6×107焦/千克。其物理意义是1kg 的汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107焦耳。
初中物理中用比值定义法的物理量有：
这些物理量既是初中物理的重点，又是初中物理的难点。要让学生认识到被定义的物理量是反映了物质的物理属性，与定义式中的物理量毫无关系。不能将比值定义法的公式纯粹的数学化。在建立物理量的时候，交代物理思想和方法，搞清概念表达的属性，从这些量度公式中理解它们的物理过程与物理符号的真实内容，切忌被数学符号形式化，忽视了物理量的物理意义，在教学时一定要从公式中揭示所定义的物理量与有关物理量的真实依存关系和物理过程，防止学生死记硬背和乱用。
下面以苏科版九年级物理上册中的“电阻”为例来说明：由欧姆定律I=U/R可以推导出公式R=U/I，但是不能单纯从数学角度得出导体的电阻与导体两端的电压成正比，与导体中的电流成反比，因为导体的电阻是导体本身的一种属性，只取决于导体的长度、横截面积、材料和温度，与导体两端的电压和导体中的电流大小都无关。例题：在一段导体两端加上1V 电压时，通过它的电流为0.2A ，若使它两端的电压升高到3V ，则通过它的电流为 A ，这段导体的电阻为 Ω。
解析：根据欧姆定律可知，导体中的电流与这段导体两端的电压
成正比，与这段导体的电阻成反比。当导体两端的电压由1V 升高到3V 时，增加了3倍，导体中的电流也相应增加3倍，因此当电压为3V 时的电流应为0.6A 。电压为1V 时导体的电阻可由欧姆定律算出为5Ω，如果不认真思考的话，尤其是刚学电学时就有学生认为电压为3V 时电阻为15Ω，这就是物理概念的掌握不透而造成的情况。实际上导体的电阻是导体本身的一种性质，只取决于导体的长度、横截面积、材料和温度，与导体两端的电压和导体中的电流大小都无关，因此这段导体电阻还是5Ω。
答案：0.6A 5Ω
另一方面，在数学形式上用比值表示的式子，不一定就应用了比值定义法。如公式g=G/m，只是数学形式上象比值定义法，实际上不具备比值定义法的其它特点。所以不能把比值定义法与数学形式简单的联系在一起。
总之，在初中物理教学中，对于用比值表示的物理量，弄懂其是比值定义法后，就能够容易抓住它的特征，有助于正确领会物理量的含义，有助于明确该物理量的定义式中哪些是决定的因素，哪些是无关因素，从而为学生掌握物理概念和规律，正确应用解题，培养理解、分析、应用能力打下基础。