比值法引处物理概念的课程分析

分别放人100克和200克的温水，实验时，让它们自然冷却，并利用温度计和
计时器测量水的温度随时间的变化情况。记录数据分别如表一、表二所示。
(设甲、乙两杯水每分钟放出的热量相等)
表一 ml=1 00克
时间(分) 0 2
4
6
8 10 12 14 16
温度（℃） 36 35 34 33 32 31 30 30 30
ห้องสมุดไป่ตู้
4
10
27
2.7
5
20
54
2.7
6
30
81
2.7
分析表 三，.
分析表三，可以得出：
同种物质体积不同，质量也不同，但是， 质量与体积成正比；
不同物质体积相同，而质量不同。且同
一物质质量与体积的比值不变；
不同物质，质量与体积的比值一般是不 同的。由此，可以发现质量与体积的比 值反映了物质的一种特性。这种特性与
(2)分析比较表一(或表二)中第一行和第三行的数据 及相关条件，可得出的初步结论是：
(1)分析比较表一和表二中数据可知，两杯水所处 环境的温度 不同 (选填“相同”或“不同’’)。
(2)分析比较表一(或表二)中第一行和第三行的数据 及相关条件，可得出的初步结论是：相同质量的水放 出的热量与降低的温度成正比。
力在t时 间提升h
1×1 05
3
米
1×1 05
6
功w(焦)
1.5×1 05 3×1 05 6×1 05
火车在 2000 牛 牵引力 作用t时 间内移 分析动表二s米
2000 2000 2000
900 1800 3600
18×1 05 36×1 05 72×1 05
时间t(秒)
30 60 120 30 60 120
(2)分析比较实验序号4与7(或5与8、6与9)及观察到的现象、可得 出的初步结论是：当压力相同时，受力面积越小，压力的作用效 果越显著。
(3)请进一步分析比较表一、表二、表三中的数据及观察到的 现象，并归纳得出结论。
路程s／时间t (千米／小时)
18 18 18 100 100 100
分析表一的数据
可以得出：自行车和火车，在相等的时间内，通 过的路程是不相等的; 对于自行车或火车，随着时间的推移，运动的路 程也在变化;但是路程s和时间t的比值保持不变。 但对不同的运动物体路程s和时间t的比值是不相 等的。
可以发现路程s和时间t的比值反映了物体运动过 程中一种不变的性质，那就是做匀速直线运动物 体运动的快慢程度。
我们定义路程s和时间t的比值为速度v是抓住 了作匀速直线运动的物体运动过程中不变的因 素，便于进一步研究匀速直线运动的规律。
与速度类似的概念有 功率(包括电功率)
我们取机械卷扬机和火车做功的实例。
表二：
举例
拉力或牵 引力F(牛)
上升高度 或移动距 离(米)
卷扬机用 1×105
1.5
1×1 05拉
(1)分析比较表一和表二中数据可知，两杯水所处 环境的温度 不同 (选填“相同”或“不同’’)。
(2)分析比较表一(或表二)中第一行和第三行的数据 及相关条件，可得出的初步结论是：相同质量的水放 出的热量与降低的温度成正比。
(3)分析比较表一和表二中的第三列、第四列、第五 列等数据及相关条件，可得出的初步结论是：同种物 质降低温度相同时，质量大的放出热量多。
定义功w和时间t的比值为功率P以后，比较两 个物体做功快慢只要比较两个物体的功率就 可以了。
二、与物质或物体特性有关的比值概念
一、与物质或物体特性有关的有密度、比热、电 阻等，根据密度大小和比热大小还能鉴别物质。
二、它们都能反映物质某一方面的特性。
三、例如：密度能反映物质“轻”、“重”方面
温度
(选填“相同”或“不同’’)。
(1)分析比较表一和表二中数据可知，两杯水所处 环境的温度 不同 (选填“相同”或“不同’’)。
分析:数据可知，表一的末温度是30 ℃,表二的 未温度是28 ℃ ，温度不再变化，与环境温度 相同。可见，实验时，两杯水所处环境的温度 是不同的
(1)分析比较表一和表二中数据可知，两杯水所处 环境的温度 不同 (选填“相同”或“不同’’)。
分析 (1)分析比较实验序号1与4(或2与5、3与6)及观察到的现象， 可得出的初步结论是：在受力面积相同时，压力越大，压力 的作用效果越显著。
(2)分析比较实验序号4与7(或5与8、6与9)及观察到的现象、可得 出的初步结论是：当压力相同时，受力面积越小，压力的作用效 果越显著。
分析 (1)分析比较实验序号1与4(或2与5、3与6)及观察到的现象， 可得出的初步结论是：在受力面积相同时，压力越大，压力 的作用效果越显著。
分析 (1)分析比较实验序号1与4(或2与5、3与6)及观察到的现象， 可得出的初步结论是：在受力面积相同时，压力越大，压力 的作用效果越显著。
分析 (1)分析比较实验序号1与4(或2与5、3与6)及观察到的现象， 可得出的初步结论是：在受力面积相同时，压力越大，压力 的作用效果越显著。
(2)分析比较实验序号4与7(或5与8、6与9)及观察到的现象、可得 出的初步结论是：
降低温度 0 1
2
3
4
5
6
6
6
（℃）
表二 m2=200克
时间(分) 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36
温度（℃） 36 35 34 33 32 31 30 29 28 28
降低温度 0 1 2 3 4 5 6 7 8 8 （℃）
(1)分析比较表一和表二中数据可知，两杯水所处环境的
功w／时 间t (焦／秒)
5000
5000
5000
60000
60000
60000
分析表二的数据，可以得出：
卷扬机和火车所做的功w和时间t成正比；
卷扬机或火车，在相同的时间内，做功多少 是不同的，但是对同一机械,功w和时间t的比 值保持不变。
卷扬机和火车做得功w和时间t的比值是不相 等的。功w和时间t的比值反映了物体做功过 程中一种不变的性质；那就是反映机械做功 的快慢程度。
确定的导线其电压与电流的比值不 变，不同的导线其电压与电流的比值 不同。而且电压与电流的比值与电压、
电流没有关系，只与导线本身有关。
这个比值反映了导线本身对电流阻
碍作用的大小，由此引入了电阻概念。
三、与“效果"有关的比值概
为念研究压力的作用效果与哪些因素有关，用小木
桌和砝码做如图所示的实验，观察比较A、B可
(1)分析比较表一和表二中数据可知，两杯水所处 环境的温度 不同 (选填“相同”或“不同’’)。
(2)分析比较表一(或表二)中第一行和第三行的数据 及相关条件，可得出的初步结论是：相同质量的水放 出的热量与降低的温度成正比。
(3)分析比较表一和表二中的第三列、第四列、第五 列等数据及相关条件，可得出的初步结论是：同种物 质降低温度相同时，质量大的放出热量多。
初步得出结论是
。若比较图A、
C可得出的结论是
。
为了比较B、C的作用效果
应比较
。
（A）
（B）
（C）
压力的作用效果不但与压力大小有关，
还跟受力面积有关，可见压力这个物理量还
不能完全描述压力的作用效果； 因此，有必要引入单位面积上
的压力即压强这个物理量，即压强 越大，压力作用效果越显著。
四、与强度有关的比值概念
(4)进一步综合分析比较表一和表二的数据及相关条件 ，还可得出的初步结论是：
(1)分析比较表一和表二中数据可知，两杯水所处 环境的温度 不同 (选填“相同”或“不同’’)。
(2)分析比较表一(或表二)中第一行和第三行的数据 及相关条件，可得出的初步结论是：相同质量的水放 出的热量与降低的温度成正比。
(3)分析比较表一和表二中的第三列、第四列、第五 列等数据及相关条件，可得出的初步结论是：同种物 质降低温度相同时，质量大的放出热量多。
(4)进一步综合分析比较表一和表二的数据及相关条件 ，还可得出的初步结论是：同种物质放出的热量与质量、 降低温度的比值是定值。
从题中可以看到设计的实验是紧 紧围绕研究物质吸、放热方面特性而 展开，通过实验明确得出同种物质放
物质的质量和体积没有关系。
每种物质都有一定的密度，我们可以根 据物质的密度来鉴别物质。
与密度相类似的是比热
我们通过实验及表四数据分析得出比热的概念
实验装置图
幻灯片 17
物 质
实 验 序 号
质 量
升 高 温 度
加热 时间
吸收
Q／ m△t
（分
热量
（焦/千
钟）
（焦）
克.C）
1
0.1
8
4
Q
5Q/4
水
2
质量m和温度变化△t的比值即Q／m△t 是个确定值。
而不同物质，这个比值是不同的。
而且这个比值与其热量Q、质量m、温 度变化△t均无关，反映了物质的一种特性， 这个物理量就是比热容，即物质吸收（放出）
热本领大小的物理量。
电阻概念与密度、比热具有相同之处
电阻表示了导体对电流阻 碍作用 电阻概念是如何得出的呢? 我们可以通过实验及表五 数据分析得出
比值法引入物理概念的过程分析
在初中物理学中，由比值法定义的物 理概念有哪些？
速度、密度、压强、功率、比热、电流、 电阻等.
它们既是初中物理的重点，又是初中 物理的难点。
比值法定义的物理概念分类：
一、与快慢有关的比值概念 二、与物质或物体特性有关的比值概念 三、与“效果”有关的比值概念 四、与强度有关的比值概念
与强度有关的是电流强度。电流是 由电荷定向移动形成的，电荷的多少 叫做电量。
电流通过导体时有强有弱，这是由 于每秒钟通过导体横截面的电量有多 有少的缘故。
用比值Q／t表示通过导体时电流强
弱的程度。
五、典型试题分析
例1(上海市2001年中考试题第27题为) 为了研究物质的某
种特性，某小组的同学先做如下实验：他们在甲、乙两只完全相同的烧杯中
(1)分析比较表一和表二中数据可知，两杯水所处 环境的温度 不同 (选填“相同”或“不同’’)。
(2)分析比较表一(或表二)中第一行和第三行的数据 及相关条件，可得出的初步结论是：相同质量的水放 出的热量与降低的温度成正比。
(3)分析比较表一和表二中的第三列、第四列、第五 列等数据及相关条件，可得出的初步结论是：
出的热量与质量、降低的温度的比 值是定值，而且这个定值与热量、 质量、降低的温度均无关，如果进
一步研究，可以发现不同的物质，这
个比值不同。
例2 (上海市2000年中考试题中第27题)为了研究压力的作用效
果与哪些因素有关，某同学用若干个同种材料制成的不同物体放在同一水平 细沙上，进行了三组实验，并记录有关数据分别如表一、表二、表三所示。 实验时，他仔细研究沙面和凹陷程度，并通过比较发现每一组沙面凹陷程度 相同，而各组却不同，第一组凹陷程度最大，第二组其次、第三组最小。
一、与快慢有关的比值概念
与快慢有关的概念有速度、 功率等。
我们把运 动物体在单 位时间内通 过的路程叫 做速度，它 表示物体运 动的快慢程 度。
怎样引入速 度概念的呢?
如表一所示：
表一：
举例 自行车
火车
时间t(小时)
1 2 3 1 2 3
路程s(千米)
18 36 54 100 200 300
0.1 16
8
2Q 5Q/4
3 0.2 8
8
2Q 5Q/4
4
0.2 16 16
4Q 5Q/4
1 0.1 8
2
Q/2 5Q/8
煤
2
0.1 16
4
油
3 0.2 8
4
Q
5Q/8
Q
5Q/8
4
0.2 16
8
2Q 5Q/8
分析表中实验序号l、2 , 3、4或5、6、7、 8可以得出同一物体温度升高所吸收的热量Q与
的特性，比热能反映物体吸、放热方面的特性。
四、电阻则是反映了物体(导体)对电流阻碍作用 的强弱。
那么它们是如何引入的呢 ？我们可以通过实验及 表三数据分析得出：
表三：
物质
铁
实验序号
1
2
体积(厘 米3)
10
20
质量(克) 78 156
质量／体积 (克／厘米3)
7.8
7.8
3
30
234
7.8
铝
表五: 电路
分析：
接入电 阻丝
电压 U(伏)
电流I(安)
电压U/ 电 流I((伏)/安)
导线AB
2
0.2
10
介入MN 之间
4
0.4
10
6
0.6
10
2
0.1
导线CD
20
介入MN
之间
4
0.2
20
6
0.3
20
分析表五中数据可以看出：
同一导线中的电流与电压成正比；在 电压相同的情况下，不同导线中的电流 是不相等的 。
表一
实 压力
验
（牛）
序
号
受力 面积
（厘米2）
表二
实
压力
验
（牛）
序
号
受力 面积
（厘米2 ）
表三
实 压力
验 序
（牛）
号
受力 面积
（厘米2）
1 6.0
10
4 3.0
10
7 3.0
20
2 9.0
15
5 4.5
15
8 4.5
30
3 12
20
6 6.0
20
9 6.0
40
分析 (1)分析比较实验序号1与4(或2与5、3与6)及观察到的现象， 可得出的初步结论是：