“八問”學(xué)習(xí)物理量

1、“八問”學(xué)習(xí)物理量作者： 王 漢 林單位：重慶市奉節(jié)縣永安中學(xué)二四年十二月“八問”學(xué)習(xí)物理量物理量的學(xué)習(xí)是學(xué)好物理知識(shí)的重要一環(huán)，對(duì)提高知識(shí)水平、發(fā)展思維能力、培養(yǎng)創(chuàng)新精神、提高整體素質(zhì)等都極其重要。在學(xué)習(xí)時(shí)，要抓住以下八個(gè)方面：一、物理意義是什么？首先要明確物理量的引入目的，即為什么要引入該物理量，它是用來反映、描述或表征什么的。如速度是用來表示物體運(yùn)動(dòng)快慢和方向的物理量。電場(chǎng)強(qiáng)度是用來描述電場(chǎng)強(qiáng)弱和方向分布的物理量。在引入物理量時(shí)，還要注意物理量形成過程中滲透的科學(xué)方法。如合力與分力的建立過程中體現(xiàn)了等效方法，電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)的建立過程中運(yùn)用了比較與鑒別的邏輯方法。二、屬于哪種物理量？物理量

2、不從不同的角度出發(fā)有不同的分類方法。從物理量反映的屬性來分：第一類是量度物質(zhì)屬性的物理量，如密度、比熱、電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)、磁感強(qiáng)度等；第二類是反映物體屬性的物理量，如質(zhì)量、電阻等；第三類是描述物質(zhì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)所用的物理量，如速度、加速度、溫度、壓強(qiáng)等。從認(rèn)識(shí)論的角度物理量可分為：第一類是以物理現(xiàn)象為基礎(chǔ)而概括、抽象出的具體物理量。如力、速度、加速度、折射率等。第二類是以物理現(xiàn)象和物理過程的理性認(rèn)識(shí)為基礎(chǔ)而建立的抽象物理量。如能量等。第三類是以科學(xué)推理的高度思維為依據(jù)而抽象出的特殊物理量。如時(shí)間、空間等。三、定義是什么？物理量的定義是準(zhǔn)確反映其定義的恰當(dāng)、簡(jiǎn)煉的文字?jǐn)⑹?。教學(xué)時(shí)需字斟句酌，要求學(xué)生在理

3、解其物理意義的前提下采用理解記憶，最好抓住關(guān)鍵字句用自己語言來準(zhǔn)確敘述，切忌死記硬背。如功的定義為：力對(duì)物體所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移的夾角的余弦三者的乘積。電場(chǎng)強(qiáng)度的定義為：放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的點(diǎn)電荷受到的電場(chǎng)力跟它的電量的比值，叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱場(chǎng)強(qiáng)。物理量定義后要進(jìn)一步揭示其本質(zhì)特征，實(shí)現(xiàn)觀念上的突破。如給出向心力的定義后，進(jìn)一步指出向心力不是什么新的性質(zhì)的力，而是重力、彈力、摩擦力等一個(gè)或幾個(gè)力的合力在法線方向上的分力。四、定義式屬于哪種？定義式是物理量的數(shù)學(xué)表達(dá)式，反映它跟其它物理量間的數(shù)量關(guān)系，可當(dāng)作公式使用，要明確公式中各物理量的表示符號(hào)。物理量的定義式可分為

4、兩類：一類跟定義式中其它物理量之間沒有比例關(guān)系，其定義式為量度式。另一類跟定義式中其物理量存在比例關(guān)系，其定義式為決定式。如密度、比熱、電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)、電容、磁感強(qiáng)度等的定義式為量度式，力矩的定義式MFL為決定式。值得注意的是有些物理量的定義式雖為量度式，但從定義式出發(fā)可導(dǎo)出在特定條件下的決定式，如真空中點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng)強(qiáng)度的決定式為EkQ/r2,平行板電容器電容的決定式為CS/4kd。五、數(shù)值有無絕對(duì)含義？大部分物理量的數(shù)值都是確定的，但保守力場(chǎng)中的勢(shì)能及其與勢(shì)能相關(guān)的各物理量的數(shù)值是相對(duì)的。如質(zhì)量、比熱、電場(chǎng)強(qiáng)度、電容等的數(shù)值是確定的。重力勢(shì)能、分子勢(shì)能、電勢(shì)能、電勢(shì)等的數(shù)值是相對(duì)的，隨零

5、勢(shì)點(diǎn)的選擇不同而異，在應(yīng)用中主要用到的是它們的變化量，其數(shù)值是絕對(duì)的。要了解物理量的數(shù)值，就要掌握物理量數(shù)值的測(cè)量和測(cè)量方法或?qū)嶒?yàn)方法，掌握物理量的測(cè)量工具。六、是矢量還是標(biāo)量？既有大小，又有方向，且符合平行四邊行定則運(yùn)算的物理量叫做矢量。只有大小，沒有方向，符合代數(shù)運(yùn)算法則的物理量叫做標(biāo)量。如電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，其大小等于單位電量電荷在該點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大小，方向與正電符受力方向一致，所以電場(chǎng)強(qiáng)度亦可理解為單位正電荷所受到的電場(chǎng)力。當(dāng)矢量在一條直線上時(shí)，在規(guī)定正方向后可用正、負(fù)號(hào)表示矢量的方向。比熱、電勢(shì)、電容等是標(biāo)量，標(biāo)量也可以有正、負(fù)，標(biāo)量的正、負(fù)不表示方向，只表示比零值高還是低。電流強(qiáng)度、電

6、動(dòng)勢(shì)等，雖然既有大小，又有方向，但它們可直接相加減，符合代數(shù)運(yùn)算法則，也屬于標(biāo)量。七、單位是什么？根據(jù)使用方便、盡可能符合近代物理觀念、并且有制成物質(zhì)范型及復(fù)制的可能性原則制定出的基本物理量的單位，叫做基本單位。通過與基本物理量之間的關(guān)系來確定的其它物理量的計(jì)量單位，叫做導(dǎo)單位。對(duì)導(dǎo)出單位，要弄清它是由哪些基本單位組合而成的。有些導(dǎo)出單位還有專門名稱。各物理量除有國(guó)際制單位外，還有常用單位，要注意它們之間的換算關(guān)系。如在國(guó)際單位制中，比熱的單位是J/kgk，它與基本單位的組合關(guān)系為1J/kgk1m2/s2k，常用單位有J/kg，cal/g等。電場(chǎng)強(qiáng)度的單位是N/C，它與基本單位的組合關(guān)系為1N

7、/C1mkg/s3A，常用單位還有V/m。八、物理量的內(nèi)涵和外延物理量的內(nèi)涵是反映物理現(xiàn)象的本質(zhì)屬性，是該事物區(qū)別于它事物的本質(zhì)特征。例如，電勢(shì)是描述靜電場(chǎng)能的性質(zhì)的物理量，其大小可用公式U/q來量度，它決定于電場(chǎng)本身的性質(zhì)，而與檢驗(yàn)電荷無關(guān)。電勢(shì)同電勢(shì)能、電場(chǎng)強(qiáng)度概念不同，電勢(shì)能描述電荷在電場(chǎng)中所具有的勢(shì)能，用公式qU來量度，其大小既與電場(chǎng)有關(guān)，又與引入電場(chǎng)中的電荷電量有關(guān)。電場(chǎng)強(qiáng)度是反映靜電場(chǎng)力的性質(zhì)物理量，用公式EF/q來量度，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小也只與電場(chǎng)本身有關(guān)，而與檢驗(yàn)電荷無關(guān)。電勢(shì)和電場(chǎng)強(qiáng)度是從不同角度描述電場(chǎng)性質(zhì)的物理量，其反映電場(chǎng)的本質(zhì)是不同的。物理量的外延則是指所反映的物理現(xiàn)象本質(zhì)屬性的對(duì)象，即通常所說的運(yùn)用條件和范圍。例如，電勢(shì)的概念只適用于靜電場(chǎng)，而不適用于交變電場(chǎng)，其定義式U/q中的q是引入靜電場(chǎng)中的檢驗(yàn)電荷的電量，而不適用于非檢驗(yàn)電荷，公式中的是把檢驗(yàn)電荷從電場(chǎng)中該點(diǎn)移到零勢(shì)能位置電場(chǎng)力所做的功。由此可見，掌握物理量的外延就是理解其適用條件，定義式應(yīng)用范圍和公式中各個(gè)物理符號(hào)的具體物理意義和各量的單位。物理量和其它易混淆的物理量之間的聯(lián)系和區(qū)別，就是從物理量的內(nèi)涵和外延來說明。明確了前面七個(gè)要點(diǎn)的具體內(nèi)容，則不難說明跟易混淆的其它物理量之間的關(guān)系，分析時(shí)主要從前面的幾個(gè)要點(diǎn)入手。如位移與路程，比熱、熱量、熱能與溫度，電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)力，電勢(shì)與電勢(shì)能