中學物理公式中最重要的兩種函數關係!學不會直接影響中高考!

2021-01-09 物理畢業班

初中物理公式以及物理定律內容所敘述的物理量之間的正反比關係到底是什麼意思呢?

作為一線中學物理教師,我每次講到這樣的物理公式時都會強調這一重要物理知識點,這一點如果不理解,與之相關的圖像問題、實驗題、甚至大部分物理計算題都會出現各種各樣的失誤!也就是說,平時做錯的物理題,如果追根溯源的話,大部分的錯誤根源都來自與物理公式!所以,這個問題看似簡單,其實是一個非常重要的基礎性中學物理問題!

我們先看一下初中物理最重要的兩大電學定律——「歐姆定律」和「焦耳定律」在初中物理課本中的內容敘述!

【歐姆定律】內容:導體中的電流,跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比。

【焦耳定律】內容:電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導體的電阻成正比,跟通電時間成正比。

以上兩個定律如果按照中學物理「控制變量」的要求,嚴格來說敘述內容是不完整的,甚至可以說是錯誤的!也就是說,其實兩個定律的所謂成正比、反比是蘊含著控制變量的!這一點一定要首先明確!

這裡以歐姆定律為例,如果嚴格按照控制變量法,定律中提到的「成正比」、「成反比」的關係有不同的前提條件。即當導體的電阻一定時,通過它的電流跟它兩端的電壓成正比;當導體兩端電壓一定時,通過它的電流跟它的電阻成反比。

下面我們從兩個角度來說明一下中學物理各種正反比的意義:

一、【數學函數角度】:

在數學中:

如果滿足y=kx,則y與x成正比;

如果滿足y=k/x,則y與x成反比!

在物理中這一點直接比對物理公式即可,比如歐姆定律公式I=U/R,當R一定時,也就是R為數學正比例函數公式中的k時,I與U成正比!當U一定時,也就是R為數學反比例函數公式中的k時,I與R成反比!

因此判斷兩個物理量成正比和反比的方法就是:

1.如果兩個物理量之商為常數,則這兩個物理量成正比!

2.如果兩個物理量之積為常數,則這兩個物理量成反比!

二、【物理圖像角度】:

在中學物理各種圖像中,有一種圖像最常見,即圖像為「過坐標原點的一條傾斜直線」!這種圖像包括s-t圖像、m-v圖像、U-I圖像、t-t圖像!這四個圖像的斜率含義分別是速度、密度、電阻、比熱容!所畫出的圖像都是正比例函數圖像,因此都是過坐標原點的一條傾斜直線!

在中考物理題中,有一類實驗題是判斷兩個物理量成正比還是反比關係的問題。根據以上兩個角度,我們很容易就能判斷出來了。

以上就是我對中學物理中的物理量正反比的歸納,希望能對你的物理學習有所幫助。

中學生朋友們,學習物理一定要注重「理解」!為了美好的未來,加油!

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