浅议物理量的定义方法
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- 132 -杨广佚(宝鸡职业技术学院,陕西 宝鸡 720013)【摘 要】物理学中,把既有质的规定性,又有量的规定性的物理概念称为物理量,它分为基本物理量和导出物理量。
物理量是定量化了的物理概念,是建立物理规律(定义和定理等)的基石。
因此,理解物理量的定义,掌握其定义式和决定式,对学好物理至关重要。
【关键词】物理量;概念;定义 【中图分类号】O411 【文献标识码】A 【文章编号】1008-1151(2010)03-0132-02(一)基本物理量的定义方法在1960年10月十一届国际计量大会确定了国际通用的国际单位制,简称SI 制。
在SI 制下的基本物理量有7个,即长度、质量、时间、物质的量、热力学温度、电流强度和发光强度。
基本物理量(含单位)是依据选定的一个标准(或一个基准器)来定义的。
例如,长度的定义为:长度是量度空间伸展线度的物理量。
1960年第11届国际计量大会对米的定义如下:米的长度等于氪-86原子的2p 和5d 能级之间跃迁的辐射在真空中波长的1650763.73倍。
1973年以来,已精密测量了从红外波段直至可见光波段的各种谱线的频率值,根据甲烷谱线的频率和波长值得到了真空中的光速值c=299792458米/秒,这个值是非常精确的,因此人们又决定把这个光速值取为定义值,而长度(或波长)的定义则由时间 (或频率)通过公式s=vt(或λ=c/f)导出。
1983年10月第17届国际计量大会正式通过了如下的新定义:米是1/299792458秒的时间间隔内光在真空中行程的长度。
既然基本物理量是由人们根据需要选用(在国际上被公认),而不是用其它的物理量来定义的,那么,它不需要用数学形式来表达,即基本物理量没有定义式和决定式。
(二)导出物理量的定义方法物理学中大量引入的是导出物理量,是借助其他两个或两个以上物理量来导出或定义的,因此,它需要用一定的数学形式来表达。
一般说来,导出物理量的定义应包含两个层次:第一层次阐明它的物理属性(即定性定义),第二层次说及它的度量方法(即定量定义),依其第二层次,则将得出一个数学表达式,此即该物理量的定义式。
理是什么?物理量是什么?物理是一门关于物质、运动和能量的科学,涉及到很多对象或类,基本分为力、热、电、光和声学,又细分为原子物理、核物理、固体物理、化学物理等。
为了了解、认识、区别和衡量这些学科中的对象,定量和定性描述成为必然,物理量就起到了这个作用。
描述一个对象或系统需要多个物理量,在工程设计和选择中,了解这些物理量非常重要。
物理量的定义为物体可测量的量,或其属性可量化;或物体的属性通过测量可量化。
一个物理量包括它的定义、单位和符号表示。
物理量又分为基本物理量和导出物理量。
物理量由‘数量’和‘单位’构成。
国际上定义了7个基本物理量包括长度、质量、时间、电流、温度、物质的量、和光流明强度,称为“LMTIQNJ”(length L, mass M, time T, electriccurrent I, thermodynamic temperature Q, amount of substance N and luminousintensity J)。
物理量又分为矢量和标量等。
值得注意的是,这七个基本量中只有电流是矢量,其余都是标量!时间又是个不可逆的量。
最有趣的是‘物质的量’这个物理量,居然是个‘数目’,是一摩尔物质中所含的原子数。
导出物理量是从基本物理量中引出的,比如力、速度、密度等。
物理量的定义及其描述和研究成为人们对物理世界研究和认识的基础和出发点。
物理世界的大厦也就是建立在这些物理量的基础之上。
物理量用符号来表示和记忆,言简意赅,直指物性。
物理量不仅是个符号,更有其内涵和实际意义。
通过定义,使得被研究对象的特征属性更加清晰明了,不仅有各自的属性,如:磁、电、手性、自旋、频率等,还有大小轻重快慢的反映。
有了物理量,不同对象之间还可以进行比较,还能够进行运算和推导等。
物理量的定义就起到了这些作用。
因此,物理量是一种属性,是一种标志,是一种和其它量的差别或区别。
物理量是否一定要能够“直接”测量吗?导出物理量就属于间接测量出来的。
物理量的基本概念与测量方法物理量是物理学研究对象的性质或特征的量化表达。
在物理学中,准确测量物理量是非常重要的,因为它直接影响着物理学理论的准确性和实验的可重复性。
本文将介绍物理量的基本概念和测量方法,以及一些测量中常用的工具与技术。
1. 物理量的基本概念物理量可以分为基本物理量和导出物理量两类。
基本物理量是用来描述物理系统的基本性质,如长度、质量、时间等,它们是通过定义而得到的,通常用符号表示。
导出物理量则是由基本物理量通过数学关系推导而得到的,如速度、加速度、力等。
物理量通常由数值和单位组成。
数值是用来表示物理量大小的具体数值,而单位是用来表示数值的标准或比较的基准。
国际单位制(SI)是目前国际通用的单位制,其中包括七个基本单位,如米(m)、千克(kg)、秒(s)等。
2. 物理量的测量方法物理量的测量是指通过某种方法来确定物理量的数值大小。
常用的物理量测量方法包括直接测量和间接测量。
直接测量是指通过直接观察、使用仪器或设备来测量物理量的数值,如使用尺子测量长度、使用天平测量质量等。
在直接测量中,准确操作仪器、设备非常重要,以确保测量结果的准确性。
间接测量则是通过已知关系将物理量与其他可测量的物理量联系起来,从而间接地测量出所需物理量的数值。
例如,通过测量物体的质量和加速度,可以计算出该物体所受的力的大小。
3. 常用的测量工具与技术在物理量的测量中,常用的工具与技术包括测量仪器、传感器、实验器材等。
(1)测量仪器:测量仪器是用来进行物理量测量的设备,如尺子、天平、量角器、光谱仪、示波器等。
不同的测量仪器适用于不同的物理量测量,具有不同的精度和测量范围。
(2)传感器:传感器是一种将物理量转化为可测量电信号的装置,广泛应用于各个领域的测量中。
例如,温度传感器可以将温度物理量转化为电压或电流信号,以实现温度的测量。
(3)实验器材:实验器材是进行物理实验所使用的仪器、设备和材料等。
例如,在测量重力加速度时,可以使用简易的自由落体装置,通过测量物体下落的时间和距离,计算出重力加速度的数值。
定义物理量的原则与方法—兼谈磁感应强度为何用B = F/IL定义(401326)重庆市铝城中学牟长元定义是揭示概念内涵的逻辑方法。
是从内涵角度明确概念的基本方法。
概念从逻辑顺序上可区分为基本概念和导出概念。
二者定义的方法有原则的不同。
导出概念可由形式逻辑定义,但基本概念由于它是最前提的概念,故无法从形式逻辑去定义,而是基于实践提出的人为规定。
定义应遵循的重要原则一、辩证逻辑学在定义内容上要求的普遍原则(对基本概念、导出概念均适用)1、定义不能与客观事实、客观规律相矛盾2、定义要反映事物的本质3、定义不能人为的主观杜撰。
基本概念是基于实践的人为规定;导出概念所依据的形式逻辑法则与来源于实践。
定义某一物理概念是实践的需要,而不是纯粹头脑中的产生物。
4、定义要全面(即完备性)物理量定义的完备性,其定义必备下述两个方面才是完成整的:必须从两个方面定义概念⑴定性定义:要能反映出该物理量的本质特点⑵定量定义:要给出与其它已知物理量间的定量关系,即数学形式的定义式。
二、形式逻辑对导出概念定义要求的原则总的来说,只能用确切已知的概念去正确定义未知的概念。
1、定义者的外延与被定义者的外延必须相等,即定义不能太宽或太窄。
2、定义不能是否定判断。
因为否定判断一般不能使人把握其本质。
3、定义不能是一个比喻4、定义不能循环或同义反复(一种自身的循环)。
在形式逻辑中即为“定义项中不能直接或间接包含被定义项”。
即导出概念必须用已知概念去定义未在概念。
例如,这样同时对能量和功下定义就有这种弊病。
“能量是物体做功的本领。
功是能量转化的量度”;“物理学是研究物理的科学”等。
因此,严格的科学定义要注意概念定义的顺序。
三、物理量定义的方法物理量是定量化的物理概念,因此它的定义有其独具的特点,即“完备性”,由定性定义和定量定义构成。
1、基本概念物理量的“定义”方法。
基本物理量的定义是基于实验的人为规定,可以不遵守形式逻辑法则。
从“完备性”考虑,基本物理量的定义应有:定性定义:是人为规定物质及其运动的某一基本的本质属性。
谈谈物理量的比值定义方法和物理意义比值法定义物理量概念在近十年内几乎涵盖了很多初高中物理教材的部分篇章。
作为一种定义物理量概念的方法,它的使用频率颇受关注。
所谓的比值定义物理量,就是用一个物理量与另一个物理量形成比例关系,得到的结果具有一种特定的物理意义,于是就用这个比值来定义一个新的物理量。
这种比值定义物理量概念的方法由于其方式的简单和形式的统一性等特点被广泛的使用,尤其在初中物理教材中涵盖了较多的物理概念。
物理量概念是直接或间接反映物理现象及过程的本质属性,它是在大量的观察、实验基础上,通过感性认识,科学分析比较现象与本质,然后把这些物理现象及过程的共同特征加以概括而建立的,是物理事实本质在人脑中的反映。
物理概念的建立是经过一系列的探究活动的结晶,而比值法定义物理量概念也同样要经过一系列的数值进行比值概括,然后通过比值概括出能反应某物质一种特性的普遍特征,最后进行确认为某一个物理量的定义。
这种统一的比值定义物理量的方法和形式比较确定,方向比较明确,探究结果也比较适合需要。
但是,单一的比值定义物理量概念的使用,甚至涵盖了较多的物理量概念,这种较多的使用频率也可能会暴露出它的一点点局限性。
1、概念的形式比较单一化一个物理量的诞生总有它的确立的过程和结果的反馈。
由于不同物理量的意义不同,它产生的方式和途径也不同。
由于不同的过程经历和不同的物理意义的展现,导致每一个物理量的诞生都有自己的特色和规律。
现在,用形式单一的比值定义物理量来定义较多的物理概念,这种比值定义物理量的形式比较单一化,虽然让学生较容易理解和掌握,但是它抹掉了原本建立物理量概念的初衷,没有向学生展示科学发展的原始过程,而是用一种单一化模式将这些概念给限定框框,用统一框框去套一个物理量的框框。
2、概念形式大于内涵每一个物理量的概念都反映一定物质的一种特性和本质规律。
对于比值法定义物理量的形式由于是固定的框框模式,也就限制了物理量概念的建立多元化。
物理量的定义、定义式和决定式物理量指的是量度物质的属性和描述其运动状态时所用的各种量值,分为基本物理量和导出物理量。
很多物理量又是基本物理概念,是建立物理规律的基础,所以理解好物理量的定义,掌握其定义式和决定式,对学好物理知识是非常重要的。
一、基本物理量的定义基本物理量由人们根据需要选定的,在不同时期选定的基本物理量有所不同,从1971年选定的基本物理量已有七个,它们分别是长度、质量、时间、电流、热力学温度和发光强度。
基本物理量(包括单位)是依据选定的一个标准(国际公认)来定义的,不是用其它物理量定义的,所以基本物理量没有定义式和决定式。
二、导出物理量的定义和定义式现在基本物理量只有七个,其余的物理量都是导出物理量,导出物理量是借助其它两个或两个以上物理量来定义的,它需要用一定的公式来表达。
导出物理量一般包含两层意义,其一是要阐明其物理属性;其二是其量度方法,要说明量度方法,就要给出定义式。
导出物理量的定义式,可分为两类:1.用其它物理量的比值来定义例如功率是导出物理量,其定义为:做功的快慢可用功率来表示(物理属性),功W跟完成这些功所用时间t的比值叫功率(量度方法),其定义式为p=w/t。
用比值来定义的导出物理量很多,如密度、速度、加速度、电场强度、电容、磁感应强度等,根据其定义给出的定义式分别为ρ=m/v、v=s/t、a=(v t-v0)/t、E=F/q、C=Q/U、B=F/IL(B⊥I)2.用其它物理量的乘积来定义例如动能是导出物理量,其定义为:物体由于运动而具有的能量叫动能,是一种量度机械运动的物理量(物理属性),物体的动能等于物体质量m与速度v的二次方的乘积的一半(量度方法),其定义式为E k=mv2/2。
用乘积来定义的导出物理量还有功、重力势能、动量等,其定义式分别为W=Fscosα、E p=mgh、p=mv等。
三、导出物理量的决定式决定式是表征某一导出物理量受其它物理量的制约或决定的公式,当决定式中的其它物理量一定时,该导出物理量也一定;当决定式中的其它物理量变化时,该导出物理量也随之变化,总而言之,导出物理量由决定式中的其它物理量来决定。
物理量知识点总结物理量是研究物体性质和运动规律的基本概念,是用来描述物体状态和运动的量。
在物理学中,我们研究物理现象时,需要对相关的物理量进行认识和描述。
了解物理量的性质与表示方法,对于理解物理学的基本概念和原理是十分重要的。
以下是关于物理量的知识点总结。
一、物理量的概念物理量是可以用来描述物理现象和量化物理规律的量,是可以定量测量的物理属性。
物理量可以分为标量和矢量两种,标量只有大小,没有方向;矢量不仅有大小,还有方向。
在物理学中,通过物理量的测量和计算,可以对物理现象进行定量分析和描述。
二、物理量的分类根据物理现象的性质,可以将物理量分为不同的分类。
例如:力学量、电磁学量、热学量等。
力学量是研究物体的运动规律和力的效应的物理量;电磁学量是研究电荷和电磁场的物理量;热学量是研究热量和温度的物理量。
每一类物理量都有其独特的性质和表示方法。
三、物理量的表示物理量的表示方法通常包括单位、符号和量纲。
单位是用来表示物理量大小的标准,国际单位制规定了物理量的基本单位和导出单位;符号是用来表示物理量的记号,例如:长度用l表示,质量用m表示;量纲是用来表示物理量种类的标记,例如:长度的量纲是L,质量的量纲是M。
四、常用物理量及其意义1.长度(l):物体的空间距离,是一个标量物理量,国际单位是米(m)。
2.质量(m):物体所具有的惯性和引力特性,是一个标量物理量,国际单位是千克(kg)。
3.时间(t):事件发生的先后顺序和持续的间隔,是一个标量物理量,国际单位是秒(s)。
4.速度(v):物体在单位时间内通过的距离,是一个矢量物理量,国际单位是米每秒(m/s)。
5.加速度(a):物体单位时间内速度的改变量,是一个矢量物理量,国际单位是米每二次方秒(m/s²)。
6.力(F):物体的作用效果,是一个矢量物理量,国际单位是牛顿(N)。
7.功(W):力对物体作用的效果,是一个标量物理量,国际单位是焦耳(J)。
浅析物理量的定义式和决定式广东省佛山市顺德区容山中学 陈文广邮编 528303 联系电话电子邮箱 qq : 308211253内容摘要:物理量是量度物质的属性和描述其运动状态时所用的各种量值和单位,而物理量的定义,则是物理概念的最基本、最概括、最实质的内容,也是物理学公式的基柱,中学物理中有许许多多的物理量,探究它们定义中的一些共性,对我们指导学生理解、掌握这些物理概念和物理量会起到事半功倍的效果.关键词: 物理量 比值定义法 乘积定义法 定义式 决定式中学物理主要研究力学、热学、光学、电磁学、原子物理等一些最基础、最基本的内容,包括对一些基本概念、基本规律的理解和应用,而研究概念和规律的时候都要引入一些相关的物理量。
我们知道,物理量是量度物质的属性和描述其运动状态时所用的各种量值和单位,例如量度物质惯性的质量,描述运动快慢的速度,描述运动改变快慢的加速度,还有描述电场强弱的电场强度,描述磁场强弱的磁感应强度等。
因此,物理学中可以把少数几个物理量作为相互独立的,其它的物理量可以根据这几个量来定义,或借方程表示出来。
这少数几个看作相互独立的物理量,就叫做基本物理量,简称为基本量。
在国际单位制中共有七个基本物理量:长度,质量,时间,电流强度,热力学温度,物质的量和发光强度(中学物理主要是前六个)。
其余的可由基本量导出的物理量,叫做导出物理量,简称为导出量。
而物理量的定义,则是物理概念的最基本、最概括、最实质的内容,也是物理学公式的基柱,中学物理中有许许多多的物理量,探究它们定义中的一些共性,对于同学们理解、掌握这些物理概念和物理量会起到事半功倍的效果。
根据笔者多年的教学体会,发现中学物理中的物理量的定义方式主要有两种,一种是比值定义法(即除法),还有一种是乘积定义法(即乘法)。
下面笔者就物理量的这两种定义方式来谈几点体会,共同学们参考:1.比值定义法:所谓比值定义法,就是用两个已知物理量(或两个以上)的“比”来定义一个新的物理量的方法。
例谈“比值法”定义物理量申晶晶1张正太2(1.泰州市高港区许庄初级中学江苏泰州225323)(2.泰州市高港实验学校江苏泰州225323)新苏科版义务教育教科书《物理》,除速度物理量的表述外,几乎将原本类同于“速度的大小等于物体在单位时间内通过的路程”的表述,定义时都采用了“比值法”.笔者就以教学中的实例加以剖析, 阐明“比较法”建构物理量与通过科学探究采用“比值法”定义物理量的不同,体现出“比值法”建构物理量的特点,科学处理好教材.1.速度的表述为何不变,“比值法”有何特点教科书中,“速度”的引入是以“如何比较物体运动的快慢”为题,用观察与比较的方法,通过实验活动,比较纸锥下落的快慢,建构速度知识.教科书首先是从普遍存在的变速运动入手,建构速度,再判断处理物体是否做匀速直线运动这一特殊的运动形式.正因为研究纸锥下落情形不是匀速,路程与时间的比值不成正比(不是定值),故而没有釆用“比值法”定义速度.对于速度的建构,为充分体现比较法,笔者教学中,先是定性研究,让学生将大小不一的纸锥从同一高度同时释放后,一是依据两纸锥都没落地前各自所处的位置,比较谁运动的快?得到相等时间比路程;二是看谁先落地,得出相同路程比时间;三是创设这样一情境让学生讨论比较:甲纸锥下落0.3m用时0.8s,乙纸锥下落0.8m用时2s.你怎样比较出他们中谁下落得快些? 对于这一情境下的比较方法,学生凭借小学的知识,是较为容易,但要让学生在分析比较中确认以相同时间-单位时间比路程,并知其所以然,需要教者引导.笔者教学中让学生从上述一、二两方法入手,由一的相同时间-单位时间内通过的路程;由二的相同路程–单位路程內所需的时间.学生通过计算来比较运动快慢,然后再提出你认为哪种方法更科学?为什么?学生在讨论中明其理,自主确认“速度”的定义,这种建立在一、二两种方法基础上的思维提炼及讨论确认过程,是创新意识的体现,也是本节课的一大亮点.学生经历了探究过程,突出了“比较法”, 在活动与交流中体现创新意识,享受成功的乐趣.在建立了速度定义及公式后,学生再一次回到并完成纸锥在整个下落过程中速度的测量,让学生制定好实验方案,在操作中提高实验技能.教科书中,正如本文开始时所提及的除“速度”外的-些物理量,既所以用“比值法”定义,是因为在探究相关量之间的关系时,相关量的对应比值为一定值,不同物质该比值不同,体现出物质本身的特性.而且在实际教学中,为了更为科学地处理好相关数据,通常建立坐标,绘出图像,发现其中的变化趋势,确认成正比后,采用比值法定义物理量.当然用“比值法”定义,还有一种是不带单位的物理量,如机械效率等.而像功率、电功率是描述做功快慢的,与速度类似,笔者以为不该用比值法,而应类比速度并参照速度给出定义.2.比热容的图像分析,体现“比值法”定义物理量特点“比热容”的建构,2013苏科版为突出比值法定义,让学生在实验测出相同质量的不同物质,温度升高与加热时间(吸收热量)的多组数据后, 在数据的处理方法上,增加了绘制“温度-加热时间”的坐标图像,使原本单一比较数据只能定性发现:相同质量的不同物质,吸收相同的物理量,升高的温度不同,或升高相同温度吸收热量不等;当采用图像法,就能基本呈现出之间成正比例的关系,体现比热容是物质本身的一种特性.学生从图像中,也能比较直观地分析出哪种物质吸热本领强.笔者为使图像的变化特征更显见,让学生绘制的是“温度改变量-加热时间”图像,体现出不同物质吸热的本领一般不同的结论, 同时由图像分析得到:质量相等的同种物质,吸热Q与温度变化量△t成正比. 接下来是让学生完成下列推理题:将质量为m、2m、3m的同种物质,升高相同温度所吸收的热量分别为Q1、Q2、Q3,则物体吸热与物体质量之间有怎样的关系?学生由生活常识较为轻松地得到: 物体升高相同温度, 吸热Q与质量m成正比. 综上,物体吸热Q与物体质量m成正比,与温度升高量△t成正比;进而先得出表达式:Q=cm△t,再变形c=Q/(m△t),并利用“比值法”建立比热容.笔者以为这样的建构流程,凸显科学探究,充分体现出用“比值法”研究物理问题的特点,教学中不仿一试.3.也谈“压强”的建构“压强”是建立在力与力的作用效果的物理知识之上,探究压力的作用效果而引入的-个物理量. 2012年苏科版对压强的定义一改原2002年版“单位面积上所受的压力”而釆用了“比值法”,即“把物体所受的压力与受力面积之比叫压强”.笔者以为这一改动,虽都能体现相同的物理意义,但就学生所经历的探究过程来看,压强与速度的探究方法相拟,原版的比较法定义较为顺畅,加之“压强”并不符合“比值法”定义物理量的特点.教科书中对压强的建构,新版与原版一样,都是从探究压力的作用效果入手,让学生按右图挤压气球和铅笔,气球观察形变程度的不同,挤压铅笔主要是让学生比较两手指疼痛感不同,猜想出压力作用效果可能与哪些因素有关?笔者教学中,先由挤压气球,让学生猜想出压力作用效果与哪些因素有关后,趁热打铁,再挤压铅笔,运用已有知识让学生完成如下探究活动:挤压铅笔,挤压、挤压、再挤压,多次施加不同的压力. (1)可以发现:每次都是接触笔尖的手指受压的感觉比另一手指要强得多,你能猜想出压力作用效果与▲有关,分析总结得到的结论是:▲;你由接触笔尖手指的疼痛感不一,猜想出压力作用效果与▲有关,分析总结出的结论是:▲ .(2)在上述实验分析得到相关结论的过程中,你用上了哪些物理知识和研究方法?▲ .共同完成、交流研究成果.笔者以为,问(1)中分别提出笔尖对手指压力效果和两手指同时对比压力作用效果,让学生自我分析,自然对位,研究方法得到了有效的训练和提升,恰到好处;问(2)中的物理知识间的因果关系是培养学生运用已有知识获取新知识的实战训练,同时亦加深了对知识点之间的理解和联系,提高了学力.接下来仿效探究“速度”的做法,选编一道比较芭蕾舞演员足尖着地与大象四脚站立时对地面作用效果,引出“单位面积上所受的压力叫做压强”的定义.以上三例,是笔者在教学实践中对“比值法”与“比较法”不同的用场,所做、所思、所悟, 当否?今借贵刊一角,与同仁商榷.(本文发表在《中学物理》2014年第7期)。
初中物理教材中物理量定义方式的思考作者:杜明玲来源:《理科考试研究·初中》2015年第11期物理量是建立物理知识体系的基石,是学生认识物理规律和应用物理知识解决实际问题的基础。
如何帮助学生有效建构物理量的概念是我们在教学中应当思考的问题。
2013年苏科版初中物理教材中对于某些物理量概念的引入利用了比值的方式,这种定义有利于学生通过计算掌握,但感觉上对于其本质的含义却忽略了,这对学生今后的学习可能会产生不利的影响,下面结合个人的教学实践,谈一点浅显思考。
一、物理教材中常见物理量的分类关于初中常见的物理量主要有以下三类:一类是只要明确其定义,能通过定义来认识生活中的现象,基本上能对概念有较好的认识。
如几种物态变化,反射定律,折射定律,杠杆的定义,这些定义是不需要计算的,只有物理量的定义,没有大小的定量关系;第二类,不仅有一定的含义,而且还要强调定量的数值关系。
认识时不仅要知道它的物理含义,还要知道量的大小关系。
如速度,密度,压强,功等。
对于这类物理量,学习时要通过较多的计算来认识,也是物理计算中经常出现的内容;第三类,介于两者之间,定义时从物理含义上定义,它和其他物理量之间又有着一定的关系,需要通过一定的计算来认识。
如,电流,电压,电阻,浮力等。
教材中,对于开始的定义只是纯定义型,学习了几个物理量之后,才开始研究它们之间的关系。
对于这些物理量,要想建立起相应的概念,当然要从生活现象出发,让学生对生活中常见的现象有理性化的总结与归纳,从而建立起科学的的物理概念。
这反映物理学是一种源于生活,且高于生活的科学。
当然生活中的现象并不是都能反映物理规律的,这要求老师积极地加以引导,从而让学生形成科学地认识。
对于生活现象要采取科学有效的分析,从而辨清事物的真伪,形成良好地分析与思维习惯。
二、物理量的定义要注重其本质含义对于不同的物理量都有着其特定的含义,对于它的含义我们要给以科学而规范的定义,不能因为各种原因而偏离物理量的本质含义,从而形成一些不规范的定义,这对于更深入学习是极为不利的。
定义物理量的方法
定义物理量
1.什么是物理量?
物理量是定量或定性的检测结果,它可以用于定义、描述和衡量客观事物的特性和性质。
它是物理系统中的定量性的体现,是研究物理现象的基本要素。
物理量可以分为特征量和变量量。
特征量具有实际物理量的特征,可以用来代表一个物理实体的不变性,如质量、长度、电荷等;变量量则是描述变量物质性质对某种外加刺激的反应,如温度、压强、速度等。
2.物理量的分类
物理量可以分为可测量量和无形量。
可测量量可以用物理仪器测量出来,包括物理量的三要素:单位、指数和基本量。
无形量只能通过抽象的数学模型来描述,比如:热力学基本量熵、自由能、内能和位熵等。
3.物理量的归纳
物理量可以归纳为力学中的重力、力矩、质量、惯性等;功能学中的
力、速度、加速度、能量、势能、时间;电学中的电流、电荷、原子电位、电压、电容;物性学中的长度、温度、科学、折射比率等;热学中的热量、热流、热应力和体积变化等。
4.物理量的应用
物理量在物理中有着重要的作用。
它不仅使我们能够更好地描述客观事物的性质和特征,而且还为物理研究、实验测量、仿真模拟等活动提供极大的帮助。
此外,物理量还可用于计算机科学、化学研究中,它可以简化研究工作,提高处理数据的速度。
物理学中的量的定义和测量一、量的定义1.物理量:描述物体或现象的某种属性,可以用数值和单位来表示。
2.基本物理量:国际单位制(SI)中规定的一组基本度量,包括长度、质量、时间、电流、热力学温度、物质的量和光强。
3.导出物理量:由基本物理量通过运算得到的物理量。
4.标量:只有大小,没有方向的物理量。
5.矢量:既有大小,又有方向的物理量。
6.测量:通过一定的方法,确定物理量的大小,并用数值和单位表示出来。
7.测量工具:尺子、天平、秒表、电流表、温度计等。
8.测量方法:直接测量、间接测量、比较测量、累积测量等。
9.误差:测量值与真实值之间的差异。
10.减小误差的方法:多次测量求平均值、采用精密仪器、改进测量方法等。
11.单位:衡量物理量大小的标准。
12.国际单位制(SI):目前国际上通用的单位制,包括基本单位和导出单位。
13.基本单位:长度(米)、质量(千克)、时间(秒)、电流(安培)、热力学温度(开尔文)、物质的量(摩尔)和光强(坎德拉)。
14.导出单位:由基本单位通过乘除运算得到的单位。
四、物理常数1.物理常数:在物理定律中出现,其值不随时间、地点和测量方法改变的常数。
2.常用物理常数:光速、普朗克常数、阿伏伽德罗常数、引力常数等。
五、物理量的计算1.物理量的计算公式:根据物理定律,用已知物理量表示未知物理量的公式。
2.物理量的单位换算:根据单位之间的关系,将已知物理量的单位转换为所需单位的运算。
六、数据处理1.数据处理方法:平均值、中位数、众数、方差、标准差等。
2.有效数字:测量结果中,能够可靠地表示真实值的数字。
3.数据处理原则:保持有效数字的一致性、遵循四舍五入规则等。
综上所述,物理学中的量的定义和测量是研究物理现象的基础。
掌握相关知识点,有助于更好地理解和应用物理定律,为深入学习物理学奠定基础。
习题及方法:1.习题:请分别用数值和单位表示下列物理量:长度、质量、时间、速度。
长度:1米(m)质量:2千克(kg)时间:3秒(s)速度:4米每秒(m/s)2.习题:请用直线尺测量一张纸的长度,并计算其误差。
初中一年级物理量与单位的认识与转换物理是科学的一门重要学科,在初中学习中占据着重要的地位。
而物理量与单位是物理学的基础概念,是我们认识和研究物理世界的重要工具。
本文将从初中一年级的角度,对物理量与单位进行深入的认识和转换方法进行介绍。
一、物理量的概念物理量是用来描述物体的特征或者描述物体之间相互作用的属性。
在物理中,常见的物理量有长度、质量、时间、速度、温度等等。
物理量用字母表示,在公式中一般用斜体字母表示,比如长度用 l 表示,质量用 m 表示。
二、单位的定义与分类单位是用来量度物理量的特定标准。
在国际上,通用的单位有国际单位制(SI)单位。
SI单位包括长度单位米(m)、质量单位千克(kg)、时间单位秒(s)、电流单位安培(A)、温度单位摄氏度(℃)等等。
而在物理学中,还有一些常用的非SI单位,比如用于能量的焦耳(J),用于电荷的库仑(C)等。
根据物理量的性质,单位可以再次进行分类。
比如,长度可以用米(m)、千米(km)、厘米(cm)、毫米(mm)等表示;质量可以用千克(kg)、克(g)、毫克(mg)等表示。
对于时间,秒(s)是国际通用的单位。
三、物理量与单位的转换在物理学中,对于不同物理量之间的转换是很常见的。
我们可以通过一些简单的换算关系,将一个物理量按照另一个物理量的单位来表示。
举个例子,我们知道一个物体的速度等于它移动的距离除以移动的时间。
速度的单位是米每秒(m/s)。
如果我们要将速度换算为千米每小时(km/h),就需要进行单位的转换。
首先,我们知道 1 千米等于 1000 米,1 小时等于 3600 秒。
所以,1 米每秒等于多少千米每小时呢?通过简单的乘除运算,我们可以得到 1 米每秒等于3.6 千米每小时。
因此,如果一个物体的速度是20 米每秒,那么它的速度就是 72 千米每小时。
除了长度和时间之外,质量也是常见的物理量。
质量的单位有千克、克等等。
如果要进行质量的换算,比如将千克转换为克,只需要将千克的值乘以 1000 即可。
物理量的定义、定义式和决定式物理量指的是量度物质的属性和描述其运动状态时所用的各种量值,分为基本物理量和导出物理量。
很多物理量又是基本物理概念,是建立物理规律的基础,所以理解好物理量的定义,掌握其定义式和决定式,对学好物理知识是非常重要的。
一、基本物理量的定义基本物理量由人们根据需要选定的,在不同时期选定的基本物理量有所不同,从1971年选定的基本物理量已有七个,它们分别是长度、质量、时间、电流、热力学温度和发光强度。
基本物理量(包括单位)是依据选定的一个标准(国际公认)来定义的,不是用其它物理量定义的,所以基本物理量没有定义式和决定式。
二、导出物理量的定义和定义式现在基本物理量只有七个,其余的物理量都是导出物理量,导出物理量是借助其它两个或两个以上物理量来定义的,它需要用一定的公式来表达。
导出物理量一般包含两层意义,其一是要阐明其物理属性;其二是其量度方法,要说明量度方法,就要给出定义式。
导出物理量的定义式,可分为两类:1.用其它物理量的比值来定义例如功率是导出物理量,其定义为:做功的快慢可用功率来表示(物理属性),功W跟完成这些功所用时间t的比值叫功率(量度方法),其定义式为p=w/t。
用比值来定义的导出物理量很多,如密度、速度、加速度、电场强度、电容、磁感应强度等,根据其定义给出的定义式分别为ρ=m/v、v=s/t、a=(v t-v0)/t、E=F/q、C=Q/U、B=F/IL(B⊥I)2.用其它物理量的乘积来定义例如动能是导出物理量,其定义为:物体由于运动而具有的能量叫动能,是一种量度机械运动的物理量(物理属性),物体的动能等于物体质量m与速度v的二次方的乘积的一半(量度方法),其定义式为E k=mv2/2。
用乘积来定义的导出物理量还有功、重力势能、动量等,其定义式分别为W=Fscosα、E p=mgh、p=mv等。
三、导出物理量的决定式决定式是表征某一导出物理量受其它物理量的制约或决定的公式,当决定式中的其它物理量一定时,该导出物理量也一定;当决定式中的其它物理量变化时,该导出物理量也随之变化,总而言之,导出物理量由决定式中的其它物理量来决定。
物理量的测量和表达方法物理学作为自然科学中的一门重要学科,研究物质和其运动规律,是人类认识自然的重要途径。
而在物理研究的过程中,我们需要对各种物理量进行测量和表达,以便更好地理解其本质和规律。
本文将就物理量的测量和表达方法进行讨论。
一、物理量的定义和分类物理量指的是描述物理现象或特性的量的概念。
例如长度、质量、时间、电流、电压等都是物理量。
在物理学中,物理量一般分为两类:基本物理量和派生物理量。
基本物理量是指不能由其他物理量表示,而是通过测量得到的量,例如质量、长度、时间等;而派生物理量则是由基本物理量推导得到的量,例如速度、加速度、功率、能量等。
二、物理量的测量方法1. 直接测量法直接测量法是指通过使用测量仪器对物理量进行直接的测量,例如使用尺子来测量长度、使用天平来测量质量等。
这种方法是比较简单粗暴的方法,但是其测量结果的准确度和精度取决于测量仪器的精度和使用人员的水平,同时还受到环境因素的影响。
2. 其他测量法在某些情况下,直接测量法不一定能够满足对物理量的测量要求,这时我们就需要使用其他的测量方法。
例如在测量温度时,可以使用温度计,而在测量电压时,可以使用万用表等。
这些仪器的原理不同,精度和准确度也各不相同,因此也需要根据测量的具体目的和精度要求进行选择和使用。
三、物理量的表达方法1. 数值法数值法是指用具体的数字表示物理量的大小,其通常采用国际单位制(SI)中的单位进行表示。
例如长度用米表示、质量用千克表示、时间用秒表示等。
数值法的优点是清晰明了,可以直接进行计算,但不利于对数据的统计和比较。
2. 图表法图表法是指通过图表来展示物理量的数据,通常包括直方图、折线图、饼图等。
这些图表不仅可以更直观地展示数据,还可利用图表中的颜色、线形、刻度等信息来传达更多的信息。
同时,图表也能够更好地呈现随时间、位置等变化的规律和趋势,对于物理研究具有重要的启示作用。
3. 方程法方程法是指利用物理公式和方程,将物理量之间的关系表达出来,从而对物理规律进行研究。
物理量与单位的概念及计算方法物理学作为一门研究物质的运动和相互作用规律的学科,对于物理量的概念和计算方法有着重要的意义。
物理量是用以描述物理现象和过程的量,它们可以通过观察、实验或者推导得到。
而单位则是用来度量物理量的数值大小的一种标准,它是物理量的衡量尺度。
一、物理量的概念物理量是对物理现象特征的度量,它可以通过数值来描述。
常见的物理量包括长度、质量、时间、电流、温度等。
物理量通常用英文字母表示,如长度用L表示,质量用m表示。
物理量的数值通常包括一个数值部分和一个单位部分,如长度为2米,质量为5千克。
物理量用数值和单位共同表示,数值表示物理量的大小,单位表示物理量的衡量尺度。
二、单位的概念单位是用来度量物理量的一种标准,它是物理量的衡量尺度。
单位可以分为基本单位和导出单位两种类型。
基本单位是物理量衡量的基础,如国际单位制(SI)的基本单位包括米、千克、秒、安培等。
导出单位是从基本单位导出的其他单位,如速度的单位可以用导出单位米每秒(m/s)来表示。
不同的物理量有着不同的单位,单位的选择应符合国际单位制的要求,即准确度、一致性和可查性。
国际单位制是一套统一的国际标准,它规定了基本单位和导出单位的定义和使用方法,并通过国际计量组织(BIPM)进行统一管理和监督。
三、物理量的计算方法物理量的计算方法可以根据不同的物理规律和公式来确定。
以下是几个常见物理量的计算方法:1. 长度计算:长度是物体的延伸程度,可以通过测量来确定。
使用标尺、卡尺等工具可以测量物体的长度,将数值与单位进行结合即可得到物体的长度。
2. 时间计算:时间是描述物理现象发展顺序的量,可以通过钟表、秒表等工具来测量。
将测得的数值与单位进行结合即可得到时间的数值。
3. 速度计算:速度是物体运动快慢的描述,可以通过物体所运动的距离与所用的时间来计算。
速度的计算公式为:速度=位移/时间,在计算过程中要注意单位的统一。
4. 加速度计算:加速度是物体速度变化快慢的描述,可以通过物体的速度变化量与所用的时间来计算。
物理量和单位的概念物理量和单位是物理学中非常重要的概念。
在物理学中,我们通过测量物理现象来研究和描述自然界的规律。
而物理量是用来量度和描述物理现象的性质的概念,而单位则是用来衡量物理量大小的标准。
一、物理量的概念物理量是用来描述物体或物质特征的概念。
在物理学中,常见的物理量有长度、时间、质量、速度、加速度、能量等。
可以通过测量和计算来确定物体的物理量。
物理量一般分为标量和矢量两种。
1. 标量物理量标量物理量只有大小,没有方向。
例如,温度、质量、时间等都是标量物理量。
标量物理量的数值可以用一个实数来表示,通常使用单位来衡量。
2. 矢量物理量矢量物理量不仅有大小,还有方向。
例如,速度、加速度、力等都是矢量物理量。
矢量物理量的数值需要用大小和方向来表示,通常使用矢量来表示。
二、单位的概念单位是用来衡量物理量大小的标准。
在国际单位制(SI)中,有七个基本单位,分别是米、千克、秒、安培、开尔文、摩尔和坧。
其他所有的单位都是通过这七个基本单位来定义的。
常见的单位有长度单位(米、厘米、千米)、质量单位(千克、克)、时间单位(秒、分、时)、力单位(牛顿)、能量单位(焦耳)、电流单位(安培)等。
单位有两种形式:基本单位和导出单位。
基本单位是国际单位制中定义的七个单位,而导出单位则是通过基本单位组合而成的。
例如,速度的单位是米每秒(m/s),是通过长度单位(米)和时间单位(秒)组合而成的导出单位。
三、物理量和单位的关系物理量和单位是密不可分的。
在测量物理量时,我们需要选取适当的单位来衡量,以确保结果的准确度。
物理量的数值是和单位紧密相关的,不同的单位可能导致不同的数值。
例如,质量是一个常见的物理量,它的单位有千克、克等。
如果用千克作为单位,一个物体的质量为1千克;而如果用克作为单位,同一个物体的质量为1000克。
同样的物理量,在不同的单位下具有不同的数值。
在物理实验和测量中,选择合适的单位是非常重要的。
过小或过大的单位都会导致数值的不便和不准确。