李明玉
摘要:数学是物理的语言,它可以用最为简便的方式表达物理的实际概念和实际规律,作为物理学不可缺少的部分,使用数学解决物理相关问题。是中学的物理教育重点目标之一。比例法是一种数学方法,其原理是使用物理量之间的比例关系进行解题,他可以在过程里更加清楚和明确,进而达到更高的教学效率。
关键词:比例法;初中物理;实际概念
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1672-1578(2019)05-0198-01
比例法作为一种解决比值的问题的时常会用到的方法,运用这种方法进行解题,可以培养学生的分析洞察力。在运用的时候,先要利用物理问题建立比例式在进行确定其它变化对比带来的影响。还要对物理公式中的变量等进行讨论,明确公式的物理含义在每个量之间的作用需要讨论比值关系是否成立。在讨论时要注意比例的条件有否满足,在物理的变量通常有很多。在讨论两样之间的比例关系时需要保证其它梁是常量时才可以形成比例。下文我们将对初中物理的典型问题进行探究和讨论。
1.概念辨析类
对于一些物质的属性、物理运动的特点的定义会使用比例法,这时我们不可以仅仅从教学角度了解物理公式各物理量的关系。
例如:對于一段金属导体的电阻,下列说法正确的是。解析部分、通过物理公式的R=U/I来表达,但是这种公式只可以用来计算导体的电阻,不可以说成导体的电阻与他两端的电压U成正比,与通过它的电流I成反比,这是因为金属导体的电阻是导体本身的一种物理属性,它的大小只取决于导体长度、材料和横截面积温度。遇着类似的物理公式还有:匀速直线运动的速度v=s/t,物质的密度p=M/V,物体的重力与质量的比值g=g/m、燃料的热值q=Q/m、物质的比热容c=Q/m、物质的比热容。=Q/m△t等,对这些物理量要认真去辨析,只有理解了才能用好、用对。[1]
2.设计实验类
某些基本的实验题,通常会遇到缺少器材的情况,但是我们只要运用一定的器材就可以完成设计,这个时候利用物理量之间的比例关系就可以解决相关问题。
在应用比例法解答物理题的时候,要讨论物理公式间的比例关系,要清楚公式的物理含义。物理量在公式间的作用,以及讨论的关系是否成立。同时要注意比例条件的满足:物理关系变量通常有很多。
(1)测长度、质量,例子如:有一卷粗细均匀的铜线,在不拉开的情况下截取一部分铜线,来估测整条铜线的长度。解析步骤是:根据m=pV,同种物质组成的物体质量与体积成正比,作为粗细均匀的铜丝体积为V=SL,所以M=m=l/L,最后得出1=M/m×L,因此要测出这卷铜丝的总质量M,一段铜丝的质量m和长度L。
在对微小物体质量进行测算时使用了测多算少的方法,以及相同物质的体积与质量成正比的这一点,将质量、个数的比例的关系进行解答。[2]
(2)密度的测量使用天平和量筒这两者基本方式,对只有天平做解答。例如:只有两个天平以及两个相同量度的烧杯、一定量的水,要求测量牛奶密度。解答方式是:根据p=m/v,当两种不同的物质体积相同时,质量与密度成正比m奶/m水=p奶/p水,所以m2-m/ml-m=P奶/P水,得出P奶=m2-m/m1-m×P水,根据给出的仪器和待测的物理量,制定出实验步骤如下:首先将天平进行调节,测算出空烧杯的质量m;再在烧杯里倒满水,测出总质量ml;再在烧杯中倒满牛奶,测出牛奶的密度。
(3)伏安法是测量电阻的基本方法,但是我们经常遇到的电压表往往都只有电流表,要找出测出未知电阻的方法,就需要使用分压原理寻找比例关系解决问题。对于并联电路的问题可以根据电流分流的原理进行训算。同样还有其他方法进行运算。[3]
(4)利用电能表测电器功率,具体案例如:用一只度量准确但是看不清数字的电能表和秒表和一只功率为p0的自炽灯,用这些测定电器的功率。解答思路是:电能表的读书是表示电器用电能的大小,它和电能表的转盘圈数成正比,用公式表示为:w/w0=n/n0,可以从转过多少圈数来比较耗电的大小,又因:W=Pt,所以电功率可以转化成:P/P0=n/n0,所以让白炽灯和电能表共同测算即得到n0和n,带入P=n/n0×P0,就可以得到答案。
3.比例法在变速直线运动中的使用
例题:止点做匀减速直线运动,在第Is内位移为6m,停止运动前的最后1s,内位移位2m,求:在整个减速运动中的质点位移大小。解答为:设质点做匀减速运动加速度大小为a,初速度为vfl,因质点停止运动前的最后is内位移位2m,则x2=1/2at2,所以可以求出a=4m/s2,质点在第is内位移为6m, x1=v0t1-1/2at12,所以可得出v0=8m/s,在整个减速运动的过程中质点的位移大小为:x=v02÷2a=8m。[4]
第二个问题是:计算减速过程花费的时间。我们用比例法进行计算:使用逆向思维将整个过程可反向考虑为初速为零的匀加速运动,从运动开始连续取一秒的相邻时间间隔,假设共用时n秒,由位移的比例关系知质点在第一秒内位移与第n秒内之比为:X1:XN=1:(2n-1),由这个条件可以知道比值为:X1:XN=1:(2n-1)=2;6。可解得n=2即总共用时2秒,则质点在此两秒时间内位移:X=(2+6)M=8。即求解完毕。
在这个题目中用了比例法进行求解使得解题变得十分简单快捷。
4.结语
以上我们说的,在经历类似的问题时就可以使用比例法进行带人运算,求解以简化计算、提高解题效率、节省解题时间。教师应注意训练学生运用比例法解题。使得解题过程简单明了,学生也加深了对物理公式及物理规律的理解和掌握。
参考文献:
[1]王春晖,钟永江,张语函.初中物理智能学习系统的设计研究[J].中国电化教育,2014,10:90-95.
[2]汪秀全.“比例的性质”在物理解题中的运用[J].湖州师范学院学报,2000,S1:71-72.
[3]叶江荣.中职物理教学与学生数学基础相衔接的应对策略[J].宁德师范学院学报(自然科学版),2013,01:103-106.
[4]黄炳海.谈初中电路综合题解题思路[J].龙岩师专学报,1999,03:165-168+172.