例谈“比值法” 定义物理量

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1、例谈“比值法”定义物理量　　新苏科版义务教育教科书《物理》，除速度物理量的表述外，几乎将原本雷同于“速度的大小等于物体在单位时间内通过的路程”的表述，定义时都采用了“比值法”.笔者就以教学中的实例加以剖析，阐明“比较法”建构物理量与通过科学探究采用“比值法”定义物理量的不同，体现出“比值法”建构物理量的特点，科学处理好教材.　　　　1速度的表述为何不变，“比值法”有何特点　　　　教科书中，“速度”的引入是以“如何比较物体运动的快慢”为题，用观察与比较的方法，通过实验活动，比较纸锥下落的快慢，建构速度知识.教科书首先是从普遍存在的变速运动入手，建构速度，再判断处理物体是否做匀

2、速直线运动这一特殊的运动形式.正因为研究纸锥下落情形不是匀速，路程与时间的比值不成正比(不是定值)，故而没有?用“比值法”定义速度.对于速度的建构，为充分体现比较法，笔者教学中，先是定性研究，让学生将大小不一的纸锥从同一高度同时释放：(1)依据两纸锥都未落地前各自所处的位置，比较谁运动得快？得到相等时间比路程；(2)看谁先落地，得出相同路程比时间;(3)创设这样一情境让学生讨论比较:甲纸锥下落0.3m用时0.8s，乙纸锥下落0.8m用时2s.你怎样比较出他们中谁下落得快些?5对于这一情境下的比较方法，学生凭借小学的知识，是较为容易，但要让学生在分析比较中确认以相同时间―单位

3、时间比路程，并知其所以然，需要教者引导.笔者教学中让学生从上述一、二两方法入手，由(1)的相同时间―单位时间内通过的路程;由(2)的相同路程―单位路程?所需的时间.学生通过计算来比较运动快慢，然后再提出你认为哪种方法更科学？为什么？学生在讨论中明其理，自主确认“速度”的定义，这种建立在(1)、(2)两种方法基础上的思维提炼及讨论确认过程，是创新意识的体现，也是本节课的一大亮点.学生经历了探究过程，突出了“比较法”，在活动与交流中体现创新意识，享受成功的乐趣.在建立了速度定义及公式后，学生再一次回到并完成纸锥在整个下落过程中速度的测量，让学生制定好实验方案，在操作中提高实验技

4、能.　　　　教科书中，正如本文开始时所提及的除“速度”外的一些物理量，之所以用“比值法”定义，是因为在探究相关量之间的关系时，相关量的对应比值为一定值，不同物质该比值不同，体现出物质本身的特性.而且在实际教学中，为了更为科学地处理好相关数据，通常建立坐标，绘出图像，发现其中的变化趋势，确认成正比后，采用比值法定义物理量.当然用“比值法”定义，还有一种是不带单位的物理量，如机械效率等.而像功率、电功率是描述做功快慢的，与速度类似，笔者以为不该用比值法，而应类比速度并参照速度给出定义.　　　　2比热容的图像分析，体现“比值法”定义物理量特点　　5　　“比热容”的建构，2013苏

5、科版为突出比值法定义，让学生在实验中测出相同质量的不同物质，温度升高与加热时间(吸收热量)的多组数据后，在数据的处理方法上，增加了绘制“温度-加热时间”的坐标图像，使原本单一比较数据只能定性发现:相同质量的不同物质，吸收相同的物理量，升高的温度不同，或升高相同温度吸收热量不等；当采用图像法，就能基本呈现出之间成正比例的关系，体现比热容是物质本身的一种特性.学生从图像中，也能比较直观地分析出哪种物质吸热本领强.笔者为使图像的变化特征更显见，让学生绘制的是“温度改变量-加热时间”图像，体现出不同物质吸热的本领一般不同的结论，同时由图像分析得到:质量相等的同种物质，吸热Q与温度变

6、化量Δt成正比.接下来是让学生完成下列推理题:将质量为m、2m、3m的同种物质，升高相同温度所吸收的热量分别为Q1、Q2、Q3，则物体吸热与物体质量之间有怎样的关系？学生由生活常识较为轻松地得到:物体升高相同温度，吸热Q与质量m成正比.综上所述，物体吸热Q与物体质量m成正比，与温度升高量Δt成正比;进而先得出表达式:Q=cmΔt，再变形c=Q/(mΔt)，并利用“比值法”建立比热容.笔者以为这样的建构流程，凸显科学探究，充分体现出用“比值法”研究物理问题的特点，教学中不妨一试.　　　　3也谈“压强”的建构　　　　“压强”是建立在力与力的作用效果的物理知识之上，探究压力的作用

7、效果而引入的一个物理量.52012年苏科版对压强的定义一改原2002年版“单位面积上所受的压力”而?用了“比值法”，即“把物体所受的压力与受力面积之比叫压强”.笔者以为这一改动，虽都能体现相同的物理意义，但就学生所经历的探究过程来看，压强与速度的探究方法相拟，原版的比较法定义较为顺畅，加之“压强”并不符合“比值法”定义物理量的特点.教科书中对压强的建构，新版与原版一样，都是从探究压力的作用效果入手，让学生挤压气球和铅笔，观察气球的形变程度，挤压铅笔主要是让学生比较两手指疼痛感不同，猜想出压力作用效果可能与哪些因素有