陳文君 華中師范大學(xué)第一附屬中學(xué)

高中物理力學(xué)學(xué)習(xí)中數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用

陳文君 華中師范大學(xué)第一附屬中學(xué)

對(duì)于現(xiàn)在的教學(xué)來(lái)說(shuō)，新課程改革在不斷的深入，所以學(xué)科之間的貫穿就變得越來(lái)越普遍，在此之中，數(shù)學(xué)與物理的整合也就顯得越來(lái)越顯而易見(jiàn)。對(duì)于普遍的自然現(xiàn)象以及社會(huì)現(xiàn)象來(lái)說(shuō)，其實(shí)都可以抽象的對(duì)其想象成一個(gè)大概的數(shù)學(xué)模型，這種特點(diǎn)使得數(shù)學(xué)在物理學(xué)上的應(yīng)用效果變得事半功倍。由此看來(lái)，要想使高中物理學(xué)習(xí)效果得到提升，也必須使其具備的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較為扎實(shí)。

物理力學(xué) 數(shù)學(xué)方法 應(yīng)用

對(duì)于形成的物理概念以及規(guī)律進(jìn)行掌握，其實(shí)也離不開(kāi)數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用。對(duì)于物理的教學(xué)來(lái)說(shuō)，我們應(yīng)從對(duì)數(shù)學(xué)方法以及思維進(jìn)行充分的發(fā)揮，并且不斷的對(duì)學(xué)生自覺(jué)并且具有針對(duì)性地將物理問(wèn)題和數(shù)學(xué)方法有機(jī)地結(jié)合起來(lái)的想法進(jìn)行引導(dǎo)，使其把物理問(wèn)題可以輕松的轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問(wèn)題、又能從數(shù)學(xué)表達(dá)式中對(duì)其物理問(wèn)題的內(nèi)涵進(jìn)行深刻的領(lǐng)悟。

1 物理概念與數(shù)學(xué)知識(shí)之間的相關(guān)聯(lián)系

1.1 通過(guò)對(duì)數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用來(lái)對(duì)物理概念進(jìn)行定義

第一，在中學(xué)物理的進(jìn)行中，比較常用的方法就是比值定義法。所謂的比值定義法，其實(shí)就是通過(guò)在兩個(gè)基本物理量之間進(jìn)行“比”來(lái)對(duì)一個(gè)新的物理量方法進(jìn)行定義。比值定義法中具有最根本的特點(diǎn)就是被定義的物理量往往是對(duì)物質(zhì)最本質(zhì)的數(shù)形進(jìn)行反應(yīng)，它的改變不會(huì)依據(jù)定義所用物理量的大小取舍的。如密度、加速率以及壓強(qiáng)等物理量的定義。第二，中學(xué)物理中也存在著如歐姆定律、電阻定律以及牛頓第二定律等許多定律，這些定律都是從實(shí)驗(yàn)引發(fā)，對(duì)其進(jìn)行科學(xué)抽象的理解，從而定義為物理定律，其中，對(duì)其定律利用數(shù)學(xué)語(yǔ)言把它的物理公式進(jìn)行表示。

1.2 用數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)對(duì)物理公式進(jìn)行推導(dǎo)

物理學(xué)中對(duì)問(wèn)題的研究常常會(huì)對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)加以應(yīng)用。例如高中物理知識(shí)中的“直線運(yùn)動(dòng)”這一知識(shí)點(diǎn)，就是通過(guò)對(duì)代數(shù)法以及三角法進(jìn)行利用，從而使運(yùn)動(dòng)規(guī)律和軌跡得到明確；用數(shù)學(xué)中的矢量運(yùn)算法對(duì)其位移與速度的合成和分解等進(jìn)行研究。另外，物理學(xué)中常常通過(guò)對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)推導(dǎo)物理公式的方式進(jìn)行利用，從而使基本公式可以向其他關(guān)系式進(jìn)行推導(dǎo)，這樣既可以使學(xué)生認(rèn)知新知識(shí)的難度變小，又可以幫助他們的理解，從而使物理力學(xué)知識(shí)變得簡(jiǎn)單起來(lái)。

2 數(shù)學(xué)方法應(yīng)用于高中物理力學(xué)學(xué)習(xí)中的一些表現(xiàn)

2.1 解析法的應(yīng)用分析

對(duì)于高中物理力學(xué)中物理運(yùn)動(dòng)軌道的推導(dǎo)來(lái)說(shuō)，大多數(shù)都是因?yàn)閷?duì)物理現(xiàn)象進(jìn)行觀察，并且不斷進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)等得出的。例如對(duì)于高中物理力學(xué)中的拋物體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題來(lái)說(shuō)，就可以通過(guò)對(duì)數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用來(lái)使其得到推導(dǎo)，通過(guò)對(duì)其現(xiàn)象的一些認(rèn)真觀察，從而推導(dǎo)出拋物體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的解決、理解以及掌握。對(duì)于高中物理力學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程來(lái)看，必須通過(guò)與實(shí)際向結(jié)合，并對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)及方法加以利用，不斷進(jìn)行歸納以及總結(jié)，從而使學(xué)生在解決高中物理力學(xué)有關(guān)問(wèn)題中越來(lái)越適應(yīng)于數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用。

2.2 結(jié)合法的應(yīng)用分析

數(shù)與形之間，可以相互補(bǔ)充并且可以進(jìn)行轉(zhuǎn)化。比如：通過(guò)對(duì)高中物理力學(xué)教學(xué)中數(shù)形結(jié)合方法的應(yīng)用，可以使物理數(shù)量中的一些抽象關(guān)系逐漸向形象逼真的幾何知識(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)變?？梢?jiàn)，通過(guò)對(duì)數(shù)形結(jié)合方法的應(yīng)用，不僅可以簡(jiǎn)化復(fù)雜抽象的高中物理力學(xué)問(wèn)題，也可以使學(xué)生在快樂(lè)中對(duì)簡(jiǎn)單的解題思路與方法得到引發(fā)。總之，我們?cè)趯?duì)高中物理力學(xué)有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行解答時(shí)，可以對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行詳細(xì)的認(rèn)真，并對(duì)數(shù)形結(jié)合法進(jìn)行充分的應(yīng)用，從而使解決高中物理力學(xué)的有關(guān)問(wèn)題得到更精確地解決。

2.3 極限法的應(yīng)用分析

對(duì)于高中物理力學(xué)有關(guān)問(wèn)題的解決過(guò)程來(lái)說(shuō)，對(duì)極限法進(jìn)行應(yīng)用的現(xiàn)象已經(jīng)非常普遍了。對(duì)極限法的應(yīng)用表現(xiàn)，一般來(lái)說(shuō)就是把物理力學(xué)中的傾角變化的斜面向水平面或者豎直面進(jìn)行轉(zhuǎn)化，進(jìn)而使得一些比較復(fù)雜的物理力學(xué)問(wèn)題向簡(jiǎn)單的知識(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)化。另一方面，也可以把運(yùn)動(dòng)的物體當(dāng)作是一個(gè)靜止的物體，把變量在一定程度上當(dāng)作是特殊恒定的數(shù)值，把非理想物理模型一步步地向理想物理模型進(jìn)行轉(zhuǎn)化等。實(shí)際上，對(duì)極限法進(jìn)行應(yīng)用，可以使解題中一些不必要的繁瑣推導(dǎo)及運(yùn)算問(wèn)題得到避免。所以，我們必須對(duì)此變得越來(lái)越重視，在以后的高中物理力學(xué)學(xué)習(xí)中，對(duì)學(xué)生應(yīng)用極限法的做法加以提倡，從而使學(xué)生的思維和視野得到不斷的拓展。

3 結(jié)束語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，在學(xué)科之間進(jìn)行相互的合作由來(lái)已經(jīng)非常久遠(yuǎn)，因此說(shuō)明在高中物理力學(xué)中對(duì)數(shù)學(xué)方法進(jìn)行結(jié)合并應(yīng)用，是值得推廣的。本文通過(guò)對(duì)數(shù)學(xué)方法在高中物理力學(xué)中應(yīng)用的一些小小認(rèn)識(shí)進(jìn)行討論，從而使大家對(duì)于物理力學(xué)更加熟悉和了解，這也使得學(xué)校的教學(xué)工作質(zhì)量也得到相應(yīng)的提高。因此在未來(lái)高中物理的學(xué)習(xí)中，就需要更加全面地對(duì)數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用進(jìn)行重視，從而使高中物理教學(xué)效果的提升達(dá)到意想不到的效果。

[1]張國(guó)明.巧用數(shù)學(xué)知識(shí)，妙解物理極值問(wèn)題[J].中國(guó)校外教育，2012，(11)：50+47.

[2]劉志君.數(shù)學(xué)方法在高中物理力學(xué)中的應(yīng)用[J].學(xué)周刊，2012，(31)：116-117.