朱壽清

摘 要：要求學(xué)生掌握物理量及其單位的正確讀法和規(guī)范書(shū)寫(xiě)，是日常物理教學(xué)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。但在實(shí)際教學(xué)中，仍然不同程度地存在著對(duì)物理量及其單位教學(xué)不夠重視，物理量與單位書(shū)寫(xiě)不合要求、讀法不夠規(guī)范等現(xiàn)象。本文結(jié)合筆者的教學(xué)實(shí)踐談?wù)勼w會(huì)。

關(guān)鍵詞：量及單位 教學(xué) 能力培養(yǎng) 物理

在物理量及其單位教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生正確的讀寫(xiě)習(xí)慣，不但有助于學(xué)生更好地掌握物理概念與規(guī)律，而且有助于學(xué)生靈活地運(yùn)用物理知識(shí)，提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

一、物理量及其單位在教學(xué)中存在的主要問(wèn)題

1.國(guó)際符號(hào)書(shū)寫(xiě)不合規(guī)范

根據(jù)國(guó)家有關(guān)規(guī)定，物理量、單位以及詞頭都統(tǒng)一采用國(guó)際符號(hào)，采用國(guó)際單位制（簡(jiǎn)稱(chēng)SI制）。運(yùn)用國(guó)際符號(hào)的好處是不受語(yǔ)種限制，便于開(kāi)展各種交流。在教學(xué)中，因教師沒(méi)有講清國(guó)際符號(hào)書(shū)寫(xiě)要求，導(dǎo)致有的同學(xué)不清楚國(guó)際符號(hào)書(shū)寫(xiě)規(guī)范，該用正體的用斜體，該用大寫(xiě)的卻用小寫(xiě)。例如，把速度單位“m/s”寫(xiě)成“M/S”，把壓強(qiáng)的符號(hào)“p”寫(xiě)成“P”或“p”等。

國(guó)際符號(hào)書(shū)寫(xiě)的規(guī)則是物理量的符號(hào)（包括它作為下標(biāo)時(shí)）用斜體字，單位及詞頭符號(hào)用小體字。例如，消耗能量E=103J，“E”是物理量符號(hào)，故用斜體字。而“J”是單位符號(hào)，故用正體字。在SI單位制中，書(shū)寫(xiě)的規(guī)則是其符號(hào)的單一個(gè)字母用大寫(xiě)正體，其余的單位符號(hào)一律用小寫(xiě)正體。例如，“力”的單位“牛頓”符號(hào)是“N”而不是“n”；壓強(qiáng)單位“帕斯卡”的符號(hào)是“Pa”，而不是“PA”。有的同學(xué)將非SI單位“噸”的符號(hào)寫(xiě)成“T”是不正確的，應(yīng)寫(xiě)成“t”。

2.單位名稱(chēng)表述不合要求

尤其是組合單位書(shū)寫(xiě)錯(cuò)誤。例題1：在“歐姆·米”“歐姆米”“歐姆×米”“歐姆-米”“[歐姆][米]”“歐姆·米”等單位組合中，哪個(gè)是電阻率單位“Ω·m”名稱(chēng)？單位名稱(chēng)的書(shū)寫(xiě)規(guī)則是書(shū)寫(xiě)單位名稱(chēng)時(shí)，不應(yīng)加任何表示乘或除的符號(hào)或其他符號(hào)；單位符號(hào)中的乘號(hào)沒(méi)有對(duì)應(yīng)的名稱(chēng)，單位符號(hào)中的除號(hào)“/”對(duì)應(yīng)的名稱(chēng)是“每”字。因此電阻率單位“Ω·m”正確的名稱(chēng)是“歐姆米”，同樣速度單位“m/s”的名稱(chēng)是“米每秒”而不是“米/秒”。

例題2：?jiǎn)挝恢泻?次和3次冪，其名稱(chēng)是“平方”“立方”，還是“二次方”“三次方”？引力常數(shù)單位“N·m2/kg2”中的“m2”稱(chēng)為“平方米”還是“二次方米”？不少同學(xué)說(shuō)不清楚。單位中若含有長(zhǎng)度的2次和3次，并且分別表示面積和體積時(shí)，相應(yīng)的指數(shù)名稱(chēng)為“平方”“立方”，否則均為“二次方”“三次方”。由于引力常數(shù)單位中“m2”并不是表面積，所以，引力常數(shù)單位“N·m2/kg2”的名稱(chēng)是“牛二次方米每二次方千克”。

3.單位符號(hào)書(shū)寫(xiě)不合規(guī)范

（1）單位名稱(chēng)不清。單位名稱(chēng)有全稱(chēng)與簡(jiǎn)稱(chēng)，而單位的中文符號(hào)是單位名稱(chēng)的簡(jiǎn)稱(chēng)。例如，“物體受力F=10.0牛頓”就錯(cuò)了，因?yàn)樵赟I制中力單位的中文符號(hào)是“?！?，而不是“牛頓”。同樣道理，“電子的動(dòng)能Ek=10電子伏特”也不對(duì)，而是“10電子伏”。在書(shū)寫(xiě)時(shí)，要分清是單位名稱(chēng)，還是單位的中文名稱(chēng)，是中文名稱(chēng)只能是單位名稱(chēng)的簡(jiǎn)稱(chēng)。

（2）組合單位的符號(hào)書(shū)寫(xiě)不規(guī)范。例如，將力矩單位“牛頓米”的中文符號(hào)寫(xiě)成“牛頓·米”“牛米”“?！住薄癧牛][米]”，將速度單位“米每秒”寫(xiě)成“ms-1”。因?yàn)閱挝坏闹形姆?hào)只能是單位的簡(jiǎn)稱(chēng)，所以力矩單位的中文符號(hào)是“?！っ住保鋰?guó)際符號(hào)是“N·m”或“Nm”，但不能是“mN”，以免誤解為“毫牛頓”。

若組合單位是兩個(gè)以上單位相除組成的，用斜線代表除號(hào)，也可用負(fù)指數(shù)冪形式。例如，速度單位“米每秒”，也可以是“米·秒-1”，其國(guó)際符號(hào)可以是“m/s”“m·s-1”，但不能寫(xiě)成“ms-1”，這樣會(huì)誤解為“1/ms”（每毫秒）。

（3）中文符號(hào)和國(guó)際符號(hào)混用。例如，“已知物體質(zhì)量m=8.0千克，受力F=10.0N”，“物體的轉(zhuǎn)速n=2轉(zhuǎn)/s”等書(shū)寫(xiě)情況，這些是不規(guī)范的。在書(shū)寫(xiě)中，只允許“攝氏度”的符號(hào)“℃”，可以和中文符號(hào)混合使用。例如，比容單位“J/（kg·℃）”的中文符號(hào)可以是“焦/（千克·℃）”，而其他情況不能把中文符號(hào)和國(guó)際符號(hào)混用。

4.符號(hào)和方程讀法不正確

例如“導(dǎo)體電阻30kΩ”讀作“導(dǎo)體電阻30k（字母讀法）歐”，而不是讀它所代表的物理量、單位或詞頭的名稱(chēng)。再如，勻速直線運(yùn)動(dòng)位移的公式是s=vt，應(yīng)讀作“位移等于速度和時(shí)間的乘積”，而不應(yīng)按字母讀音讀法。

二、物理量及其單位教學(xué)與能力培養(yǎng)的關(guān)系

1.利用物理量及單位之間的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用物理知識(shí)的能力

物理公式確定了相關(guān)物理關(guān)系的同時(shí)，也確定了物理量及單位關(guān)系的性質(zhì)，因此，在平時(shí)教學(xué)中，可以利用這個(gè)性質(zhì)，結(jié)合具體教學(xué)，有針對(duì)性地幫助學(xué)生回憶公式，檢驗(yàn)公式的正確性。例如，根據(jù)功的公式W=F·s和速度公式v=s/t，檢驗(yàn)推導(dǎo)功率公式p=F/v的正確性。因?yàn)楣β实膯挝皇峭咛兀?瓦=1牛·米/秒，而不是1瓦=1?！っ?米，從單位角度分析，推導(dǎo)公式P=F/v錯(cuò)了。學(xué)生們可以根據(jù)有關(guān)單位之間的關(guān)系，更好的掌握公式。例如，已知在宇宙天體中，大麥哲倫云的質(zhì)量為2.0×1040kg，小麥哲倫云的質(zhì)量為2.0×1039kg，兩者相距6.6×1014kg光年，引力常數(shù)G=6.67×10-11N·m2/kg2。求兩者之間的引力。由于引力的單位為N，借助于單位運(yùn)算法則，根據(jù)引力常數(shù)的單位N·m2/kg2，很容易推出有引力公式為F=G。

2.利用物理量、單位之間的關(guān)系，幫助學(xué)生提高解題能力

例：已知木炭的燃燒值是3.36×107J/kg，問(wèn)：完全燃燒多少千克的木炭才能放出1.68×107J熱量？

分析：由于學(xué)生沒(méi)有公式可以直接運(yùn)用，除了硬記題型外，教學(xué)中有很多學(xué)生不能正確解題，把計(jì)算過(guò)程寫(xiě)成3.36×107J/kg÷（1.68×107J）=2/kg。從單位結(jié)果看，這題計(jì)算錯(cuò)了。因?yàn)橘|(zhì)量單位是kg而不是1/kg，所以正確的解題步驟是1.68×107J÷（3.36×107J/kg）=0.5kg。在平時(shí)我們的教學(xué)中，如果有意識(shí)地從物理量單位之間的關(guān)系尋找解答問(wèn)題的方法也是一種學(xué)好物理的有效途徑，加強(qiáng)這方面的教學(xué)，有助于培養(yǎng)學(xué)生的解題能力。

3.利用物理量、單位之間的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生的變異思維和創(chuàng)新能力

例1：某一拋射體以初速度v0豎直向上射出，求：拋物體最高高度。

分析：設(shè)物體上升最高高度為h，從物理量單位看，它必然是以下關(guān)系式：

h=k1Φ （α）

其中Φ（α）是角α的未知數(shù)。

由于是豎直向上發(fā)射，α=90?并且發(fā)射方向與重力加速方向相反，必定取Φ（α）=k2

∴拋物體最高高度為：

h=k1 Φ（α）=k1k2 =k

k1、k2、k是一個(gè)無(wú)單位的純系數(shù)，這里用單位是無(wú)法求得的。

例2：質(zhì)量為m的小球，在一完全光滑的、半徑為R的剛性半球面的頂端，處于不穩(wěn)定平衡狀態(tài)。小球沿球面滑下，直至在某個(gè)確定的角度α?xí)r脫離球面。試問(wèn)：脫離角是由該問(wèn)題的哪些參量決定的？

分析：根據(jù)題意，設(shè)角是題中參變量的函數(shù)式為：

α=f（m，R，g）

質(zhì)量單位為千克，半徑R單位為米，g單位為米/秒2，無(wú)法由這三者組合成一個(gè)無(wú)單位的量，因此，α是不依賴(lài)于其中任何一個(gè)參量的量。顯然，我們必須進(jìn)行計(jì)算（這里略）才能得到α值，但根據(jù)物理量單位的關(guān)系，可預(yù)先知道答案。

（作者單位：浙江省蘭溪市職業(yè)中專(zhuān)）