1、 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、它们既是初中物理的重点，又是初中物理的难点。密度、 压强、 功率、 比热、 电流、电阻等.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、与四、与强度有关的比值概念有关的比值概念 n一、与快慢有关的比值概念n 与快慢有关的概念有速度、功率等。n 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。n怎样引入速度概念的呢?n如表一所示：举例时间t(小时)路程s(千米)路程s时间t(千米小时)自行车118182361835
2、418火 车110010022001003300100表一：分析表一的数据n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;n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。n但对不同的运动物体路程s和时间t的比值是不相等的。n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。n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。举例拉力或牵引力F(
3、牛)上升高度或移动距离(米) 功w(焦) 时间t(秒)功w时间t(焦秒) 卷扬机用11 05拉力在t时间提升h米1105 1.51.51 05 30 500011 05 331 05 60 500011 05 6 61 05 120 5000火车在2000牛牵引力作用t时间内移动s米2000 900181 05 30600002000 1800361 05 60600002000 3600721 05 12060000表二：分析表二分析表二的数据，可以得出：n卷扬机和火车所做的功w和时间t成正比；n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。n卷
4、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。n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 质实验序号体积
5、(厘米3)质量(克)质量体积(克厘米3)铁 1 10 78 7.8 2 20 156 7.8 3 30 234 7.8铝 4 10 27 2.7 5 20 54 2.7 6 30 81 2.7分析表三，.分析分析表三表三，可以得出：，可以得出：n n同种同种物质体积不同，质量也不同，但是，物质体积不同，质量也不同，但是，质量与体积成正比；质量与体积成正比；不同不同物质体积相同，而质量不同。且同物质体积相同，而质量不同。且同一物质质量与体积的一物质质量与体积的比值比值不变；不变；不同不同物质，质量与体积的物质，质量与体积的比值比值一般是不一般是不同的。由此，可以发现质量与体积的同的。由此，可以发
6、现质量与体积的比比值值反映了物质的一种特性。这种特性与反映了物质的一种特性。这种特性与物质的质量和体积没有关系。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。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 实验装置图物 质实验序号质量升高温度加热时间（分钟）吸收热量（焦）Qmt（焦/千克.C）水10.184Q5Q/420.11682Q5Q/430.2882Q5Q/440.216164Q5Q/4煤油10.182Q/25Q/820.1164Q5Q/830.284Q5Q/840.21682
7、Q5Q/8幻灯片 17 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与质量m和温度变化t的比值即Qmt是个确定值。 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。 而不同物质，这个比值是不同的。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 电路接入电阻丝电压U(伏)电流I(安)电压U/ 电流I(伏)/安)导线AB介入MN之间20.21040.41060.610导线CD介入MN之间20.1
8、2040.22060.320表五:分析：分析分析表五中数据可以看出：表五中数据可以看出： 同一同一导线中的电流与电压成正比；在导线中的电流与电压成正比；在电压相同的情况下，不同导线中的电流电压相同的情况下，不同导线中的电流是不相等的是不相等的 。 确定确定的导线其电压与电流的的导线其电压与电流的比值比值不不变，不同的导线其电压与电流的变，不同的导线其电压与电流的比值比值不同。而且电压与电流的不同。而且电压与电流的比值比值与电压与电压、电流没有关系，只与导线本身有关。、电流没有关系，只与导线本身有关。 这个这个比值比值反映了导线本身对电流阻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。
9、碍作用的大小，由此引入了电阻概念。 三、与“效果有关的比值概念 （A） （B） （C）l为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l应比较。 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 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
10、多有少的缘故。 用比值Qt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)0246810121416温度（）363534333231303030降低温度（）012345666表二 m2=200克时间(分)04812162024283236温度（）3635343332
11、3130292828降低温度（）0123456788 (1)(1)分析分析比较表一和表二中数据可知，两杯水所处环境的比较表一和表二中数据可知，两杯水所处环境的温度温度 ( (选填选填“相同相同”或或“不同不同) )。(1)(1)分析比较表一和表二中数据可知，两杯水所处分析比较表一和表二中数据可知，两杯水所处环境的温度环境的温度 ( (选填选填“相同相同”或或“不同不同) )。分析分析: :数据可知，表一的末温度是数据可知，表一的末温度是30 ,30 ,表二的表二的未温度是未温度是28 28 ，温度不再变化，与环境温度，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相同。可见，
12、实验时，两杯水所处环境的温度是不同的是不同的不同不同(1)(1)分析比较表一和表二中数据可知，两杯水所处分析比较表一和表二中数据可知，两杯水所处环境的温度环境的温度 ( (选填选填“相同相同”或或“不同不同) )。不同不同 (2)(2)分析比较表一分析比较表一( (或表二或表二) )中第一行和第三行的数据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：及相关条件，可得出的初步结论是： (1)(1)分析比较表一和表二中数据可知，两杯水所处分析比较表一和表二中数据可知，两杯水所处环境的温度环境的温度 ( (选填选填“相同相同”或或“不同不同) )。不同不同 (2)(2)分析比较表一分析比较表
13、一( (或表二或表二) )中第一行和第三行的数据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。出的热量与降低的温度成正比。(1)(1)分析比较表一和表二中数据可知，两杯水所处分析比较表一和表二中数据可知，两杯水所处环境的温度环境的温度 ( (选填选填“相同相同”或或“不同不同) )。不同不同 (2)(2)分析比较表一分析比较表一( (或表二或表二) )中第一行和第三行的数据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
14、的温度成正比。出的热量与降低的温度成正比。 (3)(3)分析比较表一和表二中的第三列、第四列、第五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：列等数据及相关条件，可得出的初步结论是：(1)(1)分析比较表一和表二中数据可知，两杯水所处分析比较表一和表二中数据可知，两杯水所处环境的温度环境的温度 ( (选填选填“相同相同”或或“不同不同) )。不同不同 (2)(2)分析比较表一分析比较表一( (或表二或表二) )中第一行和第三行的数据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
15、低的温度成正比。出的热量与降低的温度成正比。 (3)(3)分析比较表一和表二中的第三列、第四列、第五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。质降低温度相同时，质量大的放出热量多。(1)(1)分析比较表一和表二中数据可知，两杯水所处分析比较表一和表二中数据可知，两杯水所处环境的温度环境的温度 ( (选填选填“相同相同”或或“不同不同) )。不同不同 (2)(2)分析比较表一分析比较表一( (或表二或表二) )中第一行和第三行的数据中第一行和第三行的数据及相关条件，可
16、得出的初步结论是：相同质量的水放及相关条件，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。出的热量与降低的温度成正比。 (3)(3)分析比较表一和表二中的第三列、第四列、第五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。质降低温度相同时，质量大的放出热量多。 (4)(4)进一步综合分析比较表一和表二的数据及相关条件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：，还可得出的初步结论是：(1)(1)分析比较表一和表二中数据可知，两杯水所
17、处分析比较表一和表二中数据可知，两杯水所处环境的温度环境的温度 ( (选填选填“相同相同”或或“不同不同) )。不同不同 (2)(2)分析比较表一分析比较表一( (或表二或表二) )中第一行和第三行的数据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。出的热量与降低的温度成正比。 (3)(3)分析比较表一和表二中的第三列、第四列、第五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
18、。质降低温度相同时，质量大的放出热量多。 (4)(4)进一步综合分析比较表一和表二的数据及相关条件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、，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。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
19、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。 表一 表二 表三实验序号压力（牛）受 力面 积（厘米2）16.01029.01531220实验序号压力（牛） 受 力 面 积（厘米2 ）43.01054.51566.020实验序号压力（牛）受 力面 积（厘米2）73.02084.53096.040(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：分析(1)分析比较实验序号
20、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(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：(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(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
21、果越显著。(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(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。(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(a)分析比较实验序号1、2、3、(4、5、6或7、8、9)及观察别的现象，可初步得出：(2)分析比较
22、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。(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(a)分析比较实验序号1、2、3、(4、5、6或7、8、9)及观察别的现象，可初步得出：单位面积上所受的压力相同时，压力的作用效果相同。(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
23、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。(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(a)分析比较实验序号1、2、3、(4、5、6或7、8、9)及观察别的现象，可初步得出：单位面积上所受的压力相同时，压力的作用效果相同。(b)分析比较表一、表二和表三及观察到的现象，可初步得出：(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
24、察到的现象，并归纳得出结论。(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(a)分析比较实验序号1、2、3、(4、5、6或7、8、9)及观察别的现象，可初步得出：单位面积上所受的压力相同时，压力的作用效果相同。(b)分析比较表一、表二和表三及观察到的现象，可初步得出：单位面积上所受的压力越大，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。(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
25、象，并归纳得出结论。题中单位面积上所受的压力即压力与受力面积的比值。 即压力与受力面积的比值相同时，压力的作用效果相同，压力与受力面积的比值越大，压力的作用效果越显著。 六、同步训练1为了研究物质的某种特性，某同学分别用甲、乙两种不同的金属做实验。实验时，他用量筒和天平分别测出甲(或乙)金属在不同体积时的质量。下表记录的是实验测得的数据及求得的质量跟体积的比值。物 质实验序号体积(厘米3)质量(克)质量体积(克厘米3)甲110272.7220542.7330812.7乙410787.85201567.86302347.8 (1)分析上表中的实验序号1与2(2与3、1与3)或4与5(5与6、4与
26、6)的体积及质量变化的倍数关系，可归纳出的结论是 。 (2)分析上表中实验序号 ，可归纳的结论是相同提及的甲、乙两种金属，他们的质量是不同的。 (3)分析上表中甲、乙两种金属质量与体积的比值关系，可归纳出的结论： n2.某小组同学探究灯泡发光时的亮度与哪些因素有关。他们用九只不同规格的灯泡分n别接入电路，使它们都正常发光，并用电压表和电流表分别测得灯泡正常发光时的电压和电n流。该小组的同学仔细观察灯泡的亮暗程度，把九只灯泡分成三组，每组的亮暗程度相同，且第一组最亮，第二组其次，第三组最暗。实验中记录的有关数据分别如表一、表二、表三所示。表一(第一组) 表二(第二组 ) 表三(第三组)实验序号电压(伏)电流(安)1 6202121032405实验序号 电压(伏)电流(安)46100512050624025实验序号电压(伏)电流(安)7310086050912025(1)分析比较实验序号1与4、2与5、3与6的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：_。(2)分析比较实验序号_的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是： 。(3)请进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及观察到的现象，并归纳得出结论。(a)分析比较表一、表二或表三中的数据及观察到的现象，可初步得出：_；(b)分析比较表一、表二和表三中的数据及观察到的现象，可初步得出：_。谢谢指导！n
