浅谈公式表达法在学习物理中的应用

徐冬春

物理学是一门以实验为基础的学科，它不同于其他学科，而与实际生活联系密切，存在丰富的物理现象。物理实验使学生动眼、动手、动脑，起到加工知识、自我增长知识的作用，培养学生实事求是，严肃认真的科学态度和科学方法，以达到激发学生思维，培养学生的创新能力。许多物理公式就是在大量实验的基础上总结出来的规律，但有些物理规律或物理关系的建立并不是直接从实验得到的，而是经过了理想化或合理外推而得出的。所以，想要学好初中物理，熟记物理公式是前提。对于初学物理的学生来说，物理这门课学习起来并不那么轻松，在既要提高学生素质，又要减轻学生负担的今天，讲究学习方法尤显重要。这里，就介绍一种行之有效的物理学习方法——公式表达法。公式表达法就是将某个知识点概括成简明的等式。其意义与优点是：教会学生利用归纳总结的方法将某些知识概括成简明的形式，即把抽象的知识变成形象的逻辑性的等式，这样极有利于学生识记。所以，学生学习起来自然就会感到轻松。下面就介绍一些实例，以供参考。

一、公式表达法在概念方面的应用

例如，在教学物理第三章第二节时，教材中有这样一个概念：物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。内能这一概念，学生难于掌握，如果在这里把它归纳成公式：物体的内能=（平均分子动能+平均分子势能）×分子总数。这样，学生记识这一公式比死背概念容易得多，而且在解答习题时更能得心应手。

例：关于物体的内能，下列说法中正确的是（ ）

A.温度高的物体内能大；B.物体的内能增加温度一定升高；C.内能小物体温度低；D.物体的温度降低内能减小。

如果只识记概念，往往会得出四个答案均对的错误结论。上面归纳的公式显而易见地告诉我们，内能由物体的多少和物体内部分子的动、势能总和这两个方面决定，物质的多少决定分子总数的多少，物体内部的分子动能大小宏观上反应在物体温度的高低上，势能大小宏观上反应在物体体积大小上。同一物体，温度越低，物质内部分子动、势能的总和就越小，即内能越小。不是同一物体不会得这样的结论，故A，C错。B选项引入熔化现象说明：熔化过程，内能增加，但温度不变（分子势能发生了改变），故B错。显然，只有D为正确答案。

同样，在教学机械能、总功概念时，也可指导学生将其归纳成公式：机械能=动能+势能；总功=有用功+额外功。

二、公式表达法在习题中的运用

例如，在讲解两种温度不同的液体相混合这类题时，可指导学生运用：Q=cm△t，即Q吸=Q放。推导出混合后温度为：t=（c1mltl+c2m2t2）/（clml+c2m2）。如果是同种物质，cl=c2，可化简为t=（mltl+m2t2）/（ml+m2）。由于（ml+m2）为所配液的总质量m，则上式为：mt=（m1t1=m2t2）。

上式表达有一些抽象，不利于学生记忆，指导学生将上式所隐含的规律找出来，并叫学生叙述。其实，学生早已对自己所推得的这种公式感到很新奇了，他们会积极地参与叙述，教师可将学生的叙述总结为：要配液体的质量与其温度之积等于所用液体的质量与其温度的乘积之和，用公式表达为：要配质量×其温度=所用质量1×其温度+所用质量2×其温度。学生识记上式不仅容易，而且还能够较轻松地运用此公式去解答一些有深度的习题。

例如：要得到lO千克50℃的温水，问需70℃的热水和20℃的冷水各多少千克？（不计热损失）

分析：设需热水x千克，冷水则为（10-x）千克，代入上式，得：10×50=70x+（10-x）×20解得：x=6千克（热水的质量），冷水为4千克。

同样，在讲解火车过桥问题时，干脆将这现象写成公式：过桥时间=（车长+桥长）/车速。

学生比较容易理解和记住这公式，在解决这类题（特别是所求对象变化）时，可快速而准确地求解出结果。

例如：一列长100米的火车以54千米/小时的速度，完全通过一座桥耗时40秒，求桥长？

如果未讲解这公式，很多同学会出错，在用（车速×时间）所得的长是加车长和减车长上而犯愁。记住上式，就轻松多了，类似地可将公式扩展到火车过站台、过隧道、部队过桥等这类题中。

三、公式表达法在实验方法、结果上的运用

在讲测细铜丝直径、测一张邮票质量等实验中，可指导学生归纳总结实验方法，用公式表达为：细铜丝直径=缠绕宽度/缠绕圈数；一张邮票的质量=一叠邮票的质量/邮票的张数

在讲解使用滑轮组的实验时，可总结实验结果，用公式表达为：拉力=物重/绳段数。

在物理教学中，教会学生掌握这种方法，教学时可起到事半功倍的效果，因为这不仅能提高学生的自学能力，而且还能激发学生学习物理的兴趣，更重要的是，教会学生这一方法能提高学生素质。无数的历史事实告诉我们，许多著名的科学家都具有超凡的归纳总结能力，他们几乎都是在总结前人的成果、积累前人经验的基础上取得成功的。例如，开普勒的成功诀窍，就是在以第谷积累的大量可靠天文资料为依据，善于归纳与总结而发现星运行规律，推导出行星运行三定律的；牛顿也是在总结前人对引力研究的理论基础上归纳出万有引力定律的。所以，我们应注重对学生这种思想的灌输，使他们掌握这种方法，并善于应用这一方法；使他们不仅在现在的学习上，而且在今后的工作上都获益匪浅，并且受益终身。

注：物体的内能，在中学阶段，可用文中式子表达，这也符合教材中内能概念的叙述，其实，内能在微观上包括分子的所有各种形态的能量，分子问的相互作用的动、势能以及分子、原子内部的能量（键能），不有多原子分子的转动动能等。