王浥晨

【摘要】對于我們高中生來講，高中教育的學(xué)習(xí)過程中，力學(xué)的學(xué)習(xí)是非常重要的一部分學(xué)習(xí)內(nèi)容。同樣，其考試中的難度也是飛非常的大，老師在給我們教學(xué)時候就會使用多種的教學(xué)方法，在不同的方式方向上為我們教授物理中的力學(xué)課程。對稱性方法就是教師在給我們講授力學(xué)問題時候，對我們理解力學(xué)問題最為有效的方法。也是因?yàn)?，對稱性在是物理的相關(guān)理論和規(guī)律中普遍存在的屬性。老師在對我們進(jìn)行教學(xué)活動的時候，會注重教授我們相對稱性方法，這種方式能夠是我們明顯的感覺到，在解答問題的時候有效的節(jié)約了時間，自身的細(xì)微水平也有著非常好的提升。

【關(guān)鍵詞】對稱性 高中物理 力學(xué)問題 相關(guān)應(yīng)用 效用探究

【中圖分類號】G634.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）35-0132-02

現(xiàn)代物理學(xué)中的核心概念之一就是對稱性。對稱性，主要指的是相關(guān)的物理理論或者是運(yùn)動方程，其部分的變量在變化的狀況下仍然能夠保持的不變性質(zhì)就是對稱性。高中物理學(xué)科的技術(shù)性知識和重點(diǎn)教學(xué)的內(nèi)容中，就有著力學(xué)這一項(xiàng)課程。并且，在現(xiàn)代教育下高考制度下，相對于我們學(xué)生來講，考試中的力學(xué)問題也是非常的難的。而且，由于新課程教學(xué)改革下的相關(guān)課程改革推進(jìn)，使得考試的相關(guān)問題注重對解題方法以及知識的實(shí)際應(yīng)用。老師在教學(xué)的時候向我們教授對稱性的應(yīng)用，能讓我們在解題的過程中使得問題簡單化，減少解題的時間，提高我們的思維能力。

一、高中生怎樣將對稱性和力學(xué)問題相融合

1.對稱性在簡諧運(yùn)動中的應(yīng)用分析

對稱性在簡諧運(yùn)動中，所體現(xiàn)出來的就是彈簧振子位于平衡的位置的對稱位置時，這時候彈簧振子相關(guān)的各個能效，像：動能、勢能、速度、位移、加速度等，這些方面的絕對值大小是相同的，并且，在運(yùn)動的時間也是相同的。

比如：在水面上放置一塊物體A，并在物體A上放置一個質(zhì)量為m的物體B，然后移走物體B，在物體B移走的時候，物體A剛好可以跳離水面，在這種情況下求物體A 的質(zhì)量。

分析：在看待物體A 的時候，應(yīng)該將物體A 在跳離水面的著各運(yùn)動看作上下作用的簡諧運(yùn)動，在物體B 被拿走的時候，物體A 這時候處在最低振幅的狀態(tài)中，并且，其所受的回復(fù)力大小就是物體B 的重力，力的方向是向上的。當(dāng)物體A 剛好跳離水面的時候?yàn)樽罡唿c(diǎn)，這時候回復(fù)力就是物塊A 的相應(yīng)重力，根具對稱性的相關(guān)意義，接可以看出最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的相對回復(fù)力的絕對值大小是相同的，因此，物體A 和物體B 的質(zhì)量是相等的。通過以上分析，可以明顯的看出將對稱性應(yīng)用于問題的解答中，能是使我們更加容易和準(zhǔn)確的解決問題。

2.對稱性在拋體運(yùn)動中的應(yīng)用分析

在我們所學(xué)的高中物理知識中，拋體運(yùn)動有著很多的方式，像：斜拋運(yùn)動、豎直上拋運(yùn)動以及豎直下拋運(yùn)動。在我們考試中所有的相關(guān)拋體運(yùn)動問題中，這些問題的重點(diǎn)一般來看大部分是斜拋和平拋運(yùn)動的相關(guān)問題。而且，在實(shí)際的解題過程中，老師經(jīng)常會告訴我們可以將斜拋運(yùn)動看作垂直方向和豎直方向上的兩個平拋運(yùn)，也可以將斜拋運(yùn)動看成兩個在最高點(diǎn)的豎直直線對稱的兩個平拋運(yùn)動。這樣，在大體的過程中再結(jié)合拋體運(yùn)動的對稱性使得問題清晰化。

比如：在水平的地面上，在不同的角度上將兩個速率相同的物體A 以及物體B 拋出，但是，物體A 和物體B兩者射程是相同的。這時，已知物體A 的在空中的運(yùn)行時間是TA ，要求物體B 在空中運(yùn)行的時間TB。（不考慮空氣阻力，重力加速度g）

分析：對于這道題，我們可以通過斜拋的對稱性來解答。首先，將這個斜拋看作，兩個對稱的平拋運(yùn)動。這樣，根據(jù)對稱性的意義就能夠發(fā)現(xiàn)，兩個物體的拋射角度就是這兩物體平拋運(yùn)動后，落地時速度和水平方向之間的夾角，這樣就可以得到計(jì)算公式：

在這道題中，根據(jù)對稱性的意義來講，將問題中的斜拋運(yùn)動簡化為兩個對稱性的平拋運(yùn)動，使得我們在做題的時候使得我們的思路更加的明確，能夠有效的減少做題的時間。讓我們在解答力學(xué)的相關(guān)問題的時候，能夠不僅僅只想著用傳統(tǒng)的方法去解決力學(xué)問題，可以根據(jù)對稱性的意義解決相關(guān)的問題。

3.物體質(zhì)量問題中的對稱性應(yīng)用分析

這種問題在高中物理力學(xué)學(xué)習(xí)的內(nèi)容中，對于質(zhì)量均勻分布而且形狀對稱的物體來講，重心位置的相關(guān)問題還是相對的容易。例如：一根圓形的木棒，質(zhì)量均勻分布，如果沿著木棒重心并且垂直于木棒中軸線的直線這一方向，將木棒鋸開，對鋸開的兩根木棒的重力大小進(jìn)行比較。

分析：通過題目就能夠了解到，兩根木棒重力大小的問題實(shí)質(zhì)是對兩者重心位置進(jìn)行確定，這個時候，就可以根據(jù)試題先畫出相應(yīng)的具體圖形，根據(jù)對稱性的意義，采用割補(bǔ)的方式進(jìn)行問題轉(zhuǎn)化，將相關(guān)的問題轉(zhuǎn)化成對稱性的問題，再進(jìn)行解答。

二、實(shí)際生活中的物理對稱性

我們的實(shí)際生活中，物理現(xiàn)象是隨處可見的，對稱性的應(yīng)用也是非常的普遍。物理對稱性在生活中有著非常多的應(yīng)用，如：生活中的鏡子，平面成像的問題，在鏡子中看到了另一個自己就屬于對稱性問題；像是作用力和反作用力，力的作用是相互的，牛頓第三定律也是對稱性的體現(xiàn)；并且，生活中的對稱性存在不管是大到宇宙天體之間的萬有引力還是，物質(zhì)的分子或是原子都有著對稱性的存在。

三、結(jié)語

對于我們高中生來講，老師在高中物理的教學(xué)課堂教學(xué)中教授給我們對稱性方法，在很大的程度上引導(dǎo)了我們提升物理實(shí)際問題解答能力的提升。并且，對我們的變式思維能力提升也有著非常好的作用。老師在對我們進(jìn)行教學(xué)的之前，會對對稱性在高中物理教學(xué)中應(yīng)用的重要意義有著非常清晰的認(rèn)識，然后，通過解答具體的物理問題，來引導(dǎo)我們明確問題的實(shí)質(zhì)。充分的鼓勵了我們將復(fù)雜的問題簡單化，逐步增強(qiáng)了我們對物理知識的深刻理解。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋曉軒.對稱性在高中物理力學(xué)問題中的效用探究[J].科教導(dǎo)刊.電子版（下旬），2016，（5）：50.

[2]單海華.探析“對稱性”在高中物理力學(xué)問題中的效用[J].中學(xué)物理（高中版），2014，（11）：82-83.

[3]李曉雯.基于“對稱性”在高中物理力學(xué)問題中的應(yīng)用[J].文理導(dǎo)航（中旬），2018，（2）：39.

[4]唐德漢，蔡坤.“對稱性”在高中物理力學(xué)問題中的意義探究[J].文理導(dǎo)航·教育研究與實(shí)踐，2016，（7）：133-133，134.