所謂比值定義法,就是用兩個(或多個)基本的物理量的“比”來定義一個新的物理量的方法。用比值法定義的物理概念在物理學中占有相當大的比例。在初中物理中,涉及到利用比值法定義的物理量有速度、密度、壓強、功率、比熱容、熱值等等。
對于這類概念的理解,也是各類考試中經(jīng)常出現(xiàn)的題型,因此,理解比值定義法及其特點,可以幫助同學們更加深刻的理解物理概念是實質(zhì)。
比值定義法的基本特點是被定義的物理量往往是反映物質(zhì)的最本質(zhì)屬性,它不隨定義所用的物理量的大小而改變。
舉同學們非常熟悉的密度來說,“在物理學中,某種物質(zhì)組成的物體的質(zhì)量與它的體積之比叫做這種物質(zhì)的密度!保ㄐ氯私贪姘四昙壣蟽晕锢114頁)寫成公式,這是課本上關(guān)于密度的定義。很多同學根據(jù)公式,會認為物質(zhì)的密度跟質(zhì)量成正比,跟體積成反比,這往往是初學密度是很多同學出現(xiàn)的錯誤理解。我們知道,密度是物質(zhì)的特性,與質(zhì)量和體積并沒有直接的關(guān)系,也不存在密度跟質(zhì)量成正比、跟體積成反比這一關(guān)系。那么對這個定義和公式究竟應(yīng)該如何理解呢?通過實驗測量,我們會發(fā)現(xiàn)同一物質(zhì),質(zhì)量與體積的比值是恒定的,不同物質(zhì),質(zhì)量和體積的比值一般不同,因此,質(zhì)量與體積的比值可以反映物質(zhì)的某種特性,而我們定義物質(zhì)的這種特性為密度。由此可見,密度是反映物質(zhì)自身特性的物理量,與質(zhì)量和速度并無直接關(guān)系。再比如比熱容的定義,“一定質(zhì)量的某種物質(zhì),在溫度升高時吸收的熱量與它的質(zhì)量和升高的溫度乘積之比,叫做這種物質(zhì)的比熱容!保ㄐ氯私贪婢拍昙壩锢碚n本11頁),而比熱容作為物質(zhì)的屬性,與吸收熱量的多少以及溫度的變化并無關(guān)系。
另一方面,涉及表示變化快慢的物理量的時候,一般也是用比值法定義的。例如速度,表示運動快慢的物理量,定義為路程和時間的比值。再比如功率,表示做功快慢的物理量,定義為功和做功所用時間的比值。對這個概念的理解,也需要注意理解清楚相關(guān)物理量的關(guān)系。例如功率P=W/t ,而功率跟做功多少其實并無直接關(guān)系。功率大,表示做功快,而做功快并不代表做功就多。
還有一個典型的例子,電阻R=U/I,電阻時導(dǎo)體自身的屬性,與導(dǎo)體兩端的電壓和通過導(dǎo)體的電流沒有關(guān)系,所以,通過導(dǎo)體的電壓和電流改變時,導(dǎo)體的電阻并沒有發(fā)生改變。所以不能說電阻跟電壓成正比、跟電流成反比。
綜上,我們簡單總結(jié)了一下有關(guān)用比值法定義的物理量的一些特點,需要同學們重點理解的是各個物理量之間的關(guān)系,特別是通過比值法定義的物理量,一般作為描述物體某種屬性的物理量,它的大小與物體自身的性質(zhì)有關(guān),與定義它的其他物理量并無直接的關(guān)系。
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