掌握公式來龍去脈，解讀公式確切意義

掌握公式來龍去脈，解讀公式確切意義
　　
　　福建省福州市教育學(xué)院 吳 箋 福建省福州市鼓樓區(qū)教師進(jìn)修學(xué)校 鄭瑞蘭
　　
　　【摘 要】本文通過對學(xué)生解答物理計(jì)算題情況進(jìn)行調(diào)查研究后發(fā)現(xiàn)，學(xué)生感覺解答物理計(jì)算題比解答數(shù)學(xué)還難，其原因是出在學(xué)習(xí)物理公式時(shí)缺少正確的方法所致。為此我們提出學(xué)習(xí)物理公式時(shí)要注重于掌握公式的來龍去脈和解讀公式的確切意義。
　　
　　【關(guān)鍵詞】物理公式 掌握來龍去脈 解讀確切意義
　　
　　很多同學(xué)常說：“物理計(jì)算題雖說只是將數(shù)量關(guān)系通過物理公式聯(lián)系起來的數(shù)學(xué)應(yīng)用題，但是物理題千變?nèi)f化，解起來常覺得比數(shù)學(xué)還難。”我們覺得出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因一般是出在學(xué)習(xí)物理公式時(shí)缺少正確的方法所致。大家不妨照下面的方法試試看，在學(xué)習(xí)物理公式上下了一番功夫后，解題時(shí)就會(huì)顯得容易多了。這個(gè)方法是：學(xué)習(xí)每個(gè)物理公式時(shí)都要掌握它的來龍去脈和解讀它的確切意義。
　　
　　一、掌握公式的來龍去脈
　　
　　在初中物理中，物理公式的提出主要有三類：第一類是根據(jù)概念的定義直接引出公式。如ρ=，ｍ/v=×100%，η=W有用/W總×100％，P=F/S……第二類是從定律中推導(dǎo)出公式。如浮力的F浮=ｐ液gV排……第三類是從規(guī)律的發(fā)現(xiàn)中歸納出公式。如杠桿中F1·L1=F2·L2等等。無論屬于哪一類，在學(xué)習(xí)中都應(yīng)弄通它的來龍去脈。
　　
　　學(xué)習(xí)第一類公式時(shí)，要摳住概念的定義，辯清研究的對象，從生活中尋找實(shí)例加以分辯，如學(xué)習(xí)密度公式時(shí)可閱讀書上給密度所下的定義，爾后從句子的主要成分找出與密度概念有關(guān)的字眼和物理量：即物質(zhì)、體積（V）和質(zhì)量（m）；接著：〔1〕要認(rèn)清本公式研究的對象“物質(zhì)”， 從生活中尋找實(shí)例，如用鐵塊與鐵盒把物質(zhì)和物體分辯開來，這樣在解題時(shí)就不會(huì)誤把空心鐵球的體積當(dāng)做鐵的體積代入公式進(jìn)行計(jì)算�！�2〕推敲限制體積作用的“單位”二字的含義，此時(shí)可以借助數(shù)學(xué)中歸一法，就不難得出密度公式。象這樣經(jīng)過自己精咀中心，細(xì)嚼字句，把住關(guān)鍵而得出的公式在頭腦中必定會(huì)印象深刻，經(jīng)久不忘。
　　
　　在學(xué)習(xí)第二類公式時(shí)，要側(cè)重理解定律的精神實(shí)質(zhì)，使定律內(nèi)容盡量向數(shù)學(xué)表達(dá)式靠攏，然后進(jìn)行數(shù)學(xué)變形或推導(dǎo)。如在學(xué)習(xí)阿基米德定律時(shí)可從阿基米德定律的內(nèi)容出發(fā)，將它轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)式，抽取出F浮=G排。當(dāng)物體浸在同一種液體中G排=m排g，又因?yàn)閙排=ρ液V排，所以G排=ρ液V排g，進(jìn)而得出F浮=ρ液V排g。象這樣以定律的內(nèi)容為依據(jù)，然后借助相關(guān)知識(shí)推導(dǎo)而獲取的公式必定容易掌握其實(shí)質(zhì)。由于推導(dǎo)中涉及一系列的知識(shí)，獲取的過程祥盡，實(shí)質(zhì)清晰，公式的物理意義明確，使用起來就會(huì)得心應(yīng)手。主要表現(xiàn)在：⑴能清醒地看出“F浮=ρ液V排g與F浮=ρ液gV排”之區(qū)別，即后式是由前式運(yùn)用乘法交換律而得的，這在數(shù)學(xué)是正確的，但從物理意義來說前后式是截然不同的。⑵不會(huì)與物體漂浮和懸浮時(shí)公式的“F浮=G物”混為一談。⑶碰到已知排開液體的質(zhì)量求浮力時(shí)，不會(huì)只因靠不上公式“F浮=ρ液V排g”而迷失方向。
　　
　　在學(xué)習(xí)第三類公式時(shí)，著重要親手進(jìn)行探索。(教學(xué)論文　www.panasonaic.com)如公式“F1·L1=F2·L2”就是從杠桿平衡條件的探索中總結(jié)出來。學(xué)習(xí)時(shí)一定要親自動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中摸索出規(guī)律來。象這樣經(jīng)過自已動(dòng)手在觸觸摸摸的實(shí)驗(yàn)中摸索出來的規(guī)律記憶一定能經(jīng)久不衰。
　　
　　二、解讀公式的確切意義
　　
　　學(xué)習(xí)公式目的在于應(yīng)用，而應(yīng)用公式之前則是要理解公式的確切意義。為此學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)從以下三方面入手，促使自已對公式的理解逐步加深。
　　
　　1.學(xué)會(huì)用文字表述公式。就是要求在記住公式之后，還要學(xué)會(huì)用中文來表達(dá)公式。物理公式中的字母，有的只是大、小寫之差（因手寫不易分清）；有的字母發(fā)音完全相同，可所表示的物理量因公式而異；又有的還與國際單位的符號相同。如：Q在熱學(xué)和電學(xué)中表示意義不同，C在電學(xué)和熱學(xué)中表示意義也不同，v（V）可當(dāng)速度、體積、像距和電壓單位之用，s（S）既可表示路程、位移，又可表示面積，還可以表示秒，N既表示牛又表示支持力，t既可以表示時(shí)間又可表示溫度，W在公式和銘牌中也都有不同含義，功率與壓強(qiáng)的字母均用p（P）；G和g的讀音完全相同……因此在理解公式的意義時(shí)，首先應(yīng)該要學(xué)會(huì)用中文表述公式內(nèi)容。
　　
　　2.理解公式中字母含義。記住與掌握公式是不能等同的。物理公式一般都是有它的使用范圍和條件限制。因此在懂得用字母和文字表示公式的前提下，理解字母的物理意義就顯得非常重要。學(xué)習(xí)時(shí)一定要有意識(shí)地去辯晰公式中字母的限制范圍。如學(xué)習(xí)壓強(qiáng)公式后，回頭再讀讀壓強(qiáng)的定義，當(dāng)看出公式中“F”是指壓力、“S”是指受力面積時(shí)，追問自已什么叫壓力？ 什么是受力面積？在尋找答案中必定會(huì)發(fā)現(xiàn)，這個(gè)“F”是指垂直于物體表面上的力，再推敲“垂直”二字不難發(fā)現(xiàn)這個(gè)“F”是有個(gè)性的，自然也會(huì)明確不能一見到力就代入公式中的“F”；同樣推敲“受力面積”四字也可確定“S”一定是接觸面積，因此也不能一見到面積就說它是公式中的“S”。同樣學(xué)習(xí)w=F·S公式后，也要回頭再讀讀功的概念，當(dāng)看出公式中“F”是指力、“S”是指在力的方向上移動(dòng)的距離時(shí)，再將這里的 “F”、“S”與“P=F/S”中的“F”、“S”進(jìn)行比較。象這樣在研究中學(xué)習(xí)公式，使用它時(shí)一定能運(yùn)用自如的。也只有這樣學(xué)習(xí)公式才能使公式在解題中發(fā)揮應(yīng)有的作用。
　　
　　3.品嘗公式變形的“味道”。運(yùn)用數(shù)學(xué)方法對物理公式進(jìn)行量的分析，有助于提高靈活運(yùn)用公式解決實(shí)際問題的能力，但是數(shù)學(xué)研究的是單純的數(shù)量變化規(guī)律，而對物理公式來說，它所反映的數(shù)量關(guān)系是有活動(dòng)范圍和界限。如若應(yīng)用數(shù)學(xué)方法對物理公式進(jìn)行變形時(shí)超過這一界限，就必然會(huì)導(dǎo)致質(zhì)變，即數(shù)學(xué)計(jì)算可能是完全正確的，但物理意義上則是錯(cuò)誤的。如，歐姆定律的公式為“I=Ｕ/R”，應(yīng)用數(shù)學(xué)變換，把它變形為“R=Ｕ/Ｉ”后說成“一段導(dǎo)體電阻跟這段導(dǎo)體兩端電壓成正比，跟這段導(dǎo)體中的電流成反比�！痹谖锢砩蟿t是錯(cuò)誤的。因?yàn)檫@時(shí)公式研究的對象已由電流強(qiáng)度變?yōu)殡娮枇�，而電阻的固有特性是“�?dǎo)線對電流的阻礙作用”，它的大小是由導(dǎo)線的材料、導(dǎo)線長度和導(dǎo)線橫截面積共同來決定的，公式“R=ρ·Ｌ/Ｓ”才是反映電阻本質(zhì)的公式，顯然它的大小與電壓和電流強(qiáng)度全然無關(guān)。因此在記住物理公式后，還要應(yīng)用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行公式變形，品嘗公式在變形后是否變味，隨時(shí)注意變形有無超過物理意義上的界限，就可以使你對公式有更加深刻的理解。
　　
　　物理公式是進(jìn)行計(jì)算、推理和論證的重要依據(jù)。它在物理學(xué)習(xí)中具有舉足輕重的作用，把時(shí)間花在所學(xué)的公式進(jìn)行釜底抽薪的認(rèn)識(shí)，會(huì)比跳入題海揚(yáng)湯止沸更有成效。

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