胡蓉

（陜西省城固縣第二中學(xué)，陜西 城固 723200）

在平時(shí)物理教學(xué)中，當(dāng)我們每給學(xué)生引入一個(gè)新的物理量時(shí)，都會(huì)強(qiáng)調(diào)這個(gè)物理量的單位。物理量的單位代表了這個(gè)量的物理意義，它也是物理量與數(shù)學(xué)量的本質(zhì)區(qū)別。如果學(xué)生在解答物理問(wèn)題時(shí)僅僅給出它的大小弄錯(cuò)或隨意丟棄物理單位將無(wú)法正確的描述出這個(gè)物理量，在解答中是不允許的。因此物理量單位的重要程度是必須要嚴(yán)格強(qiáng)調(diào)的，描述一個(gè)完整的物理量既要表示它的大小還要確定它的單位。

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中指出：認(rèn)識(shí)單位制在物理學(xué)中的重要意義，知道國(guó)際單位制中的力學(xué)單位。因此在高中物理教學(xué)過(guò)程中不但要注重講解物理概念、定律、物理公式的同時(shí)也要加強(qiáng)對(duì)物理單位的講解。當(dāng)我們教給學(xué)生多個(gè)物理量并充分深刻認(rèn)識(shí)到它的單位后，也可以逆向從單位中得出一些物理量的邏輯關(guān)系或小學(xué)科間的聯(lián)系；或者幫助我們從一個(gè)基本物理量出發(fā)梳理多個(gè)與之相關(guān)物理量的意義，這樣有助于我們將一些零散的物理量（知識(shí)點(diǎn)）編織成一個(gè)完整的知識(shí)體系，以解決一些復(fù)雜問(wèn)題；甚至還可以利用單位鍛煉學(xué)生從對(duì)這個(gè)物理量由哪些相關(guān)量決定的猜想到反推出此物理量公式的思維能力。

一、從單位“理”出物理量的邏輯關(guān)系建立學(xué)科聯(lián)系

（一）利用單位分析物理量間的邏輯關(guān)系

在講述功和能的關(guān)系時(shí)，學(xué)生往往不易理解兩個(gè)明明表示不同的物理量在能量轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化過(guò)程中卻可能存在等量關(guān)系。我們可以借助單位來(lái)讓學(xué)生理解這兩個(gè)物理量。

做功基本計(jì)算公式為W=F·S從單位角度看有：1J=1N·m而牛頓第二定律知：F=ma即從單位看1N=1Kgm/s2，故1J=1Kg·m/s2·m= 1Kgm2/s2。如果物體受力做功轉(zhuǎn)化為動(dòng)能：即從單位看我們發(fā)現(xiàn)做功的單位化簡(jiǎn)為國(guó)際單位制與動(dòng)能的單位化簡(jiǎn)為國(guó)際單位制二者是完全相同的，即功和能量是表示一個(gè)物理意義，可以引導(dǎo)學(xué)生這樣理解：“外力對(duì)物體做功，物體能量增加。做功是一個(gè)過(guò)程量，其結(jié)果物體能量發(fā)生變化?！边@樣可以使學(xué)生更好的理解這兩個(gè)物理量的邏輯關(guān)系。

（二）高中物理可大致分為“力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)及原子物理學(xué)”六大部分，在教學(xué)過(guò)程中這六部分基本是單獨(dú)教學(xué)自成一體的，但在實(shí)際中有不可分割的聯(lián)系，這種聯(lián)系在高中物理綜合應(yīng)用中尤為突出，其亦可以從物理量單位中建立。

例如：在初中物理中講重力與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)有一個(gè)基本的計(jì)算公式：G=mg此處的g僅表示常量，其單位是N/Kg。而在高中物理中牛頓第二定律規(guī)定：使質(zhì)量為1Kg的物體產(chǎn)生1m/s2的加速度的力規(guī)定為1N。即：1N= 1Kg·m/s2，所以g= 9.8N/Kg=9.8m/s2。N：為力學(xué)單位，表示力的大小。m/s2：為加速度單位。由單位的等量關(guān)系可將力學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)建立聯(lián)系。再如在電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度E的單位是N/C，那么很明顯力學(xué)和電學(xué)之間可以建立聯(lián)系。

二、從表示基本物理量的單位來(lái)“理”出與之相關(guān)物理量的聯(lián)系，建立知識(shí)體系

在靜電學(xué)部分我們從最開(kāi)始的物體帶電，它所攜帶的電荷（帶電量）到后面我們講電流、電場(chǎng)強(qiáng)度、庫(kù)侖定律、電勢(shì)差、點(diǎn)電荷在電場(chǎng)力下做的功及電容。這六個(gè)物理量基本涵蓋了靜電學(xué)的所有知識(shí)，這些物理量在學(xué)習(xí)之時(shí)看似零散，知識(shí)點(diǎn)多但它們都是因?yàn)橛蓭щ婓w產(chǎn)生的，它們與物體的帶電量Q有密不可分的聯(lián)系。我們可以借助Q的單位庫(kù)侖（C）著手利用單位來(lái)梳理它們之間的聯(lián)系。

電流I的單位（A）1A=1C/S，它表示單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面積的電荷量是1C；

電場(chǎng)強(qiáng)度E單位為（N/C），它表示帶電量是1C的點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到的靜電力為1N，那么此點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為1N/C。

電勢(shì)差U單位（v）1V= 1N/C·m，它表示在1N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)內(nèi)，沿電場(chǎng)線方向移動(dòng)1m，其兩端間的電勢(shì)差為1V。

點(diǎn)電荷在電場(chǎng)力下做的功電功WAB單位為（J）1J=1C·V，它表示帶電量為1C的點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中從A移動(dòng)B（AB間的電勢(shì)差為1V）電場(chǎng)力做功為1J。

經(jīng)過(guò)這樣的梳理可以幫助學(xué)生對(duì)靜電學(xué)部分所學(xué)知識(shí)進(jìn)行串聯(lián)，更加清晰地反映出各物理量所表示的物理意義。運(yùn)用同樣的方法可以在每個(gè)章節(jié)或某個(gè)小學(xué)科學(xué)完后進(jìn)行物理量的梳理，這樣在應(yīng)用中不會(huì)混淆各物理量，有助于學(xué)生建立知識(shí)體系，在以后的綜合應(yīng)用中將更加得心應(yīng)手。

三、利用單位制“理”出物理學(xué)公式

在教學(xué)中我們也可引導(dǎo)學(xué)生利用物理學(xué)公式兩端表示量單位一致的原則，對(duì)新的物理量進(jìn)行大膽的猜想再推證進(jìn)而反推出物理公式，這樣可以培養(yǎng)學(xué)生的求真欲，探索欲，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

例如：在學(xué)習(xí)圓周運(yùn)動(dòng)中的向心力時(shí)，向心力公式是教材中直接給出的，這樣顯得沒(méi)有說(shuō)服力，學(xué)生也是死記硬背，沒(méi)有自己的思考，所以在此處教學(xué)中我會(huì)引導(dǎo)學(xué)生自己推證。先鼓勵(lì)學(xué)生猜想向心力的大小可能與哪些物理量有關(guān)，經(jīng)過(guò)討論大致認(rèn)為可能與物體的質(zhì)量m，物體的運(yùn)動(dòng)速度V和圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r有關(guān)。到底有什么關(guān)系可以用單位一致來(lái)推證。

設(shè)決定向心力F大小是ma，Vb，rc即：F=k·ma·Vb·rc（k為比例系數(shù)）根據(jù)等式兩端單位一致可得又因?yàn)?N=1Kgm/s2故：。解得a=1；b=2；c=-1。即：F=k·m1·V2·r-1整理：告訴學(xué)生經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)可得到k=1，則證得：經(jīng)過(guò)這樣的求證即鍛煉了學(xué)生逆向思維的能力又幫助學(xué)生“理”清了物理量之間的關(guān)系，其實(shí)這種方法可用于很多物理公式的推證中。

經(jīng)過(guò)我們對(duì)物理量單位的深入挖掘，在以后的教學(xué)活動(dòng)中將更有助于我們將物理課體系化，網(wǎng)絡(luò)化，也將讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中產(chǎn)生更多的興趣，提高學(xué)習(xí)主動(dòng)性，獲得更大的成就感。真正讓物理這門課“理”出聯(lián)系，“理”出體系，“理”出成果。