由I=U/R到R=U/I想到的

来源 :考试周刊 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hero_1205
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  在人教版义务教育课程标准(实验)物理教科书八年级下册第29页有这样一道题:某同学认为:I=U/R变形可得R=U/I。而R=U/I就表明,导体的电阻R跟它两端的电压成正比,跟电流成反比。我认为这是物理概念和数学概念的问题,让学生认识和区别这两个概念,对学生以后学习物理有很大的帮助。
  一、数学与物理的区别
  物理学研究宇宙间物质存在的各种主要的基本形式,它们的性质、运动和转化,以及内部结构,从而认识这些结构的相互作用、运动和转化的基本规律。现代的定义:物理学是研究物质运动最一般规律及物质基本结构的学科。具体地说,物理学是研究的物质运动形态和具体对象。简而言之,物理是就物讲理,有具体的研究对象。既有一般的数学表达式,又有某一特定事物规律的数学表达式,分析这一表达式,也离不开事物本身的特点。
  数学对象并非物质世界中的真实存在,而是人类抽象思维的产物,它的研究对象是存在于客观世界又超越于物质存在的数量关系,几何体的大小、形状、位置关系。它高度的抽象性和概括性决定了它的学习规律。数学的特点是它所探求的不是某种转瞬即逝的东西,也不是服务于某种具体物质需要的问题,而是宇宙中永恒不变的规律;它不断追求最简单的、最深层次的、超出人类感官所及的宇宙的根本,仅是把物理思想简单地体现出来。
  数学是研究现实世界数量关系和空间形式的科学,数学的特点不仅在于概念的抽象性、逻辑的严密性、结论的明确性和体系的完整性,而且在于应用的广泛性。数学是物理的基本工具之一,数学表示式可以简洁明了地表示物体的运动状态,是物理学研究的重要表达方式。
  数学使物理更为精确,物理使数学更具有模型意义。比如牛顿是伟大的物理学家,同时也是高等数学“微积分”的创始人之一;爱因斯坦为了研究相对论,先“苦啃”高等数学,如果没有黎曼的非欧几何,爱因斯坦根本不会那么容易发现广义相对论;物理学家杨振宁请数学家谷超豪解决数学问题,等等,这些都告诉我们,数学与物理是很难分开的。没有数学就不可能得到深入的物理,就好像没有微积分就没有牛顿力学的繁荣,没有黎曼几何和张量代数就没有爱因斯坦的相对论一样。物理是数学得以向前发展的动力之一,物理总是在给数学提出一个又一个论题。但毕竟数学是数学,物理是物理,不能把物理问题完全数学化,研究物理一旦离开具体事物本身,就成了数学。
  二、物理中的数学
  在中学物理中,有许多定理和规律的公式都是用数学的知识表达的。这些式子既有数学的一面,又有物理的一面。例如V=S/T,在数学中只求对这个式子的应用,不深究式子的内涵,就是说只用此式子求V、T、S。而在物理中此公式在特定的对象中表达不同的物理含义。对于匀速运动的物体和光速运动的物体,V与S、V与T都没有关系;对于不同物体的运动和变速运动物体,T一定V与S成正比,S一定V与T成反比。再如,欧姆定律的表达式I=U/R,在数学中,U、I、T仅是一个抽象的符号,与a、b、c没有什么区别。它不针对哪个物体、哪一事件,只是一个抽象的式子,I与U成正比,I与R成反比,U与R成正比。反之,变形后R=U/I,R与U成正比,R与I成反比。在物理中就不同了,I=U/R是研究电路中电流规律的式子,U与R是影响电路中电流大小的两个因素,R=U/I是电路中电阻的计算式,U与I不是影响电阻大小的因素,影响电阻大小的因素是温度、材料、长短和横截面积。而U=IR也是同样,是电路中用电器两端电压大小的计算式,可以理解为:影响电路中用电器两端电压大小的原因是通过它的电流和自身的电阻。这时就不能理解为:I与R是影响电源电压的原因。在数值上它们两个有可能相等,但是影响电源电压的原因,对于电池是内部物质和结构,对于发电机是线圈的匝数、线圈的长度、磁场强度、线圈在磁场中的位置等。物理中的数学表达式是离不开物体本身的。
  例如:在功率一章中有P=UI,物理中理解为:U是加在用电器两端的电压,I是通过它的电流,P是用电器消耗的功率,不一定表示它的额定功率,但在数值上两者有可能相等,但绝不是一个概念。在数学中就不追求每一个字母的含义。再如,P=U/R,P=IR,对于这两个式子,在物理中因为R有纯电阻、容抗、感抗,用这两个式子求出的P就不是用电器消耗的总功率,只是纯阻性下的热功率。例如在电动机计算功率时用P=UI算出的是电动机消耗的总功率,用P=IR时,因为R既有线圈的纯电阻又有线圈的感抗,所以计算出的P由R决定。再如在高压输电时用P=IR,R如果是输电线上的电阻,P就是输电线上的功率埙耗,R如果不是输电线上的电阻,P就不是输电线上的功率损耗。如用P=UI时,U既有输电线上分担的电压,又有用电器上分担的电压,所以计算出的P由U决定。再如,对于公式:ρ=v/m,Q=cm△t进行分析时,必须规定或者给定是同种物质或者是不同物质,对于同种物质ρ、c都是定值,都是物质本身属性的量。数学只求式子间的变换和数与数间的运算,不把它放在哪一个特定的事物中。针对物体和研究的物理环境灵活运用物理中的数学公式,物理是在特定事物中的对数学的应用,事物本身有它自身的特定性,所以物理在应用数学解决问题时得把事物本身的特性考虑进去。物理不能离开事物数学化,物理研究事物的规律,数学只是工具而已。
  中学的物理定律的公式都是用初等数学的知识表达的,而到了大学许多公式都可以用微分方程等形式来表示,而且有了更广泛的物理意义。比如说牛顿第二定律,它的表达方式有以下熟悉的几种形式:高中的表达式F=ma(注意这里的质量是惯性质量,质量要求为常量),微分形式dp/dt=F(其中p=mv),这个就是当年牛顿在著作中采用的形式。他认为:运动(就是动量)的变化与所加的动力成正比,并且发生在这个力所沿直线的方向上。积分形式:动量定理I=S(t,t)(积分符号,上限t,下限t)Fdt。动能定理dA=F·dr(dA是元功,dr是原位移)。在数学中解方程式时,从来不考虑增根的问题,在利用数学方程式解决物理问题时就要舍弃不合理的、不符合物理实际的增根。
  物理离不开用数学的理论推导,物理的“理”若要用数学来推导,就不一定千真万确的,推导出的结果就没有多大的可信度。例如1+1=2,这是数学的真理,但是在物理意义上,一碗花生加一碗小米,一定不是两碗花生、小米的混合物,因此,数学对物理的工具作用且仅仅是工具作用是不可漠视的。所以在学习物理时一定把数学概念和物理概念区别开,才能真正学好物理,理解物理内涵。
其他文献
中考命题同高考命题一样,由一题把关转向多题把关。选择题、填空题中的压轴题一直是广大初中数学教师的教学重点,其他基础题及中档题学生一般都会,只是比谁更细心,比谁速度更快,准确率更高。  中考选择题、填空题中的压轴题,其命题缘由、命题思想、命题雏形从哪儿来?我通过研究,略显端倪。2011届中考在即,希望本文能为广大初中数学教师应试备考及中考数学命题人员提供参考。  一、高考题改为中考题的案例  传统观
期刊
摘 要: 知识来源于生活。因此,将高中化学课堂教学生活化,是符合教学规律和学生认识规律的。同时,将课堂教学生活化,通过生活现象中引入新课学习,将生活中的实际问题作为课堂探讨问题。这样更有助于增加学生的学习兴趣,提高教学效率。  关键词: 高中化学 课堂教学 生活化 有效建构 综合素质    在传统的教学中,教师常从学科的角度提出问题,使学生感到意义不大,而且觉得十分生疏。高中生在学习化学前已经具有
期刊
摘 要: 在信息化高度发达、国际化交流日益频繁的今天,新闻媒体仍是人们认识世界的重要方式。由于美国媒体在国际传播中有着巨大的影响力,其涉华报道必将对中国的国家形象塑造起到重要作用。本文通过回顾批评性话语分析(Critical Discourse Analysis,CDA)的理论基础和分析方法,并通过对两篇《纽约时报》上的报道进行分析,讨论了媒体报道中反映的新闻报道者的意识形态因素,并揭示了意识形态
期刊
摘 要: 本文以一节美国物理课为例,分析了在物理课堂中落实科学探究的要点。  关键词: 美国物理课 科学探究 落实要点    一、中美两国课程目标的一些要求  我国高中物理新课程理念中首要的一点是在课程目标上注重提高全体学生的科学素养,建立“三维”培养目标,在课程实施上注重自主学习,提倡以科学探究为主,在课程评价上强调更新观念,促进学生发展。实施和评价是落实在整个教学过程中的。也提出了“科学探究”
期刊
随着新课改的进行,新课标高中历史教材在选材、编纂结构,尤其是历史理念方面发生了重大变化,吸收了史学界比较时兴的三种历史研究范式,即文明范式、全球范式(整体范式)、现代范式(现代化),并在高考命题中屡次凸显(全国卷尤为突出)。本文就如何理解、把握这三种范式作简要的梳理,并以近几年全国卷命题为例,进行说明,希望对正在备考的高三考生有所帮助。  一、文明史的观念  要了解文明史,首先应对“文明”的含义有
期刊
摘 要: 本文通过文献法和调查法,对“长、株、潭”三市青少年业余羽毛球培训现状进行了调查研究。学员参加培训班的动机主要是:兴趣爱好、家长意图、掌握技能等;而家长支持的动机主要是:锻炼身体、培养良好意志品质、培养兴趣爱好等。  关键词: “长、株、潭” 青少年业余羽毛球培训 现状 发展建议    随着羽毛球职业联赛的推广和电视传媒等对羽毛球赛事的大力宣传与转播,以及我国羽毛球运动员在世界各项大赛中取
期刊
摘 要: 新课程改革要求我们创设实效数学课堂,营造能充分调动学生积极性的学习氛围, 使每一位学生都学有所获。本文从以下四个角度进行有效课堂教学探索:从初高中教材内容衔接处挖掘“不足”,提升教学实效;依据学生认知习惯,重组知识,弥补记忆方法的不足;直面计算能力的不足,加强针对性训练,提高计算的正确率;围绕开发创新能力上的不足,采用变式教学,培养对问题的拓展能力。   关键词: 数学课堂 教学有效性
期刊
有种说法:“平时教学是栽活一棵树,复习过程是育好一片林。”这句话充分说明了复习的重要性。那什么是复习呢?我认为复习是就是根据学生的认知特点和规律,在学生学习课程的某一阶段,巩固、梳理已学的知识、技能,促进知识系统化,提高学生运用所学知识解决实际问题的能力。上复习课的目的是温故知新,完善认知结构,发展学科能力,促进全面的、可持续性的发展。随着课程改革的不断推进,提高课堂教学的有效性已经成为共识,如何
期刊
摘 要: 本文以汉语电视人物访谈和英文脱口秀中的汉英是非问句为研究对象和翻译参照,从关联理论的角度出发,具体考查是非疑问句英译时可能出现的难点,使译句在交际渠道中产生最大关联性,促使交际成功。从实例研究中我们得出一个结论:关联理论对整个翻译过程都起着不容忽视的指导作用,只有在理解原问句所处的语境的前提下,找出问句与该语境及其语用意图之间的关联,在翻译时重建译句与该语境之间的关联,才能正确地对译句形
期刊
摘 要: 激发主体的学习兴趣,是培养良好的学习习惯的重要前提。《初中英语新课程标准》倡导趣味教学,教学要以人为本,以兴趣为动力,以应用为目的,能体现语言的价值性、先进性和有效性。如何在初中英语教学中实施趣味课堂教学,提高课堂教学质量是英语教育工作者面临的一项挑战。本文就此进行了探索,提出了一些认识。  关键词: 初中英语新课程标准 学习兴趣 课堂教学 教学方法    英语教学是语言教学,在语言教学
期刊