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)
對于現(xiàn)在的教學(xué)來說,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越普遍,在此之中,數(shù)學(xué)與物理的整合也就顯得越來越顯而易見。對于普遍的自然現(xiàn)象以及社會現(xiàn)象來說,其實(shí)都可以抽象的對其想象成一個大概的數(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,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)也離不開數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用。對于物理的教學(xué)來說,我們應(yīng)從對數(shù)學(xué)方法以及思維進(jìn)行充分的發(fā)揮,并且不斷的對學(xué)生自覺并且具有針對性地將物理問題和數(shù)學(xué)方法有機(jī)地結(jié)合起來的想法進(jìn)行引導(dǎo),使其把物理問題可以輕松的轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題、又能從數(shù)學(xué)表達(dá)式中對其物理問題的內(nèi)涵進(jìn)行深刻的領(lǐng)悟。
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)就是通過在兩個基本物理量之間進(jìn)行“比”來對一個新的物理量方法進(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物質(zhì)最本質(zhì)的數(shù)形進(jìn)行反應(yīng),它的改變不會依據(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),對其進(jìn)行科學(xué)抽象的理解,從而定義為物理定律,其中,對其定律利用數(shù)學(xué)語言把它的物理公式進(jìn)行表示。
物理學(xué)中對問題的研究常常會對數(shù)學(xué)知識加以應(yīng)用。例如高中物理知識中的“直線運(yùn)動”這一知識點(diǎn),就是通過對代數(shù)法以及三角法進(jìn)行利用,從而使運(yùn)動規(guī)律和軌跡得到明確;用數(shù)學(xué)中的矢量運(yùn)算法對其位移與速度的合成和分解等進(jìn)行研究。另外,物理學(xué)中常常通過對數(shù)學(xué)知識來推導(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)知識變得簡單起來。
對于高中物理力學(xué)中物理運(yùn)動軌道的推導(dǎo)來說,大多數(shù)都是因?yàn)閷ξ锢憩F(xiàn)象進(jìn)行觀察,并且不斷進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)等得出的。例如對于高中物理力學(xué)中的拋物體運(yùn)動問題來說,就可以通過對數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用來使其得到推導(dǎo),通過對其現(xiàn)象的一些認(rèn)真觀察,從而推導(dǎo)出拋物體運(yùn)動問題的解決、理解以及掌握。對于高中物理力學(xué)的學(xué)習(xí)過程來看,必須通過與實(shí)際向結(jié)合,并對數(shù)學(xué)知識及方法加以利用,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)問題中越來越適應(yīng)于數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用。
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:通過對高中物理力學(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進(jìn)行轉(zhuǎn)變??梢姡ㄟ^對數(shù)形結(jié)合方法的應(yīng)用,不僅可以簡化復(fù)雜抽象的高中物理力學(xué)問題,也可以使學(xué)生在快樂中對簡單的解題思路與方法得到引發(fā)??傊?,我們在對高中物理力學(xué)有關(guān)問題進(jìn)行解答時,可以對實(shí)際情況進(jìn)行詳細(xì)的認(rèn)真,并對數(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)問題得到更精確地解決。
對于高中物理力學(xué)有關(guān)問題的解決過程來說,對極限法進(jìn)行應(yīng)用的現(xiàn)象已經(jīng)非常普遍了。對極限法的應(yīng)用表現(xiàn),一般來說就是把物理力學(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)問題向簡單的知識進(jìn)行轉(zhuǎn)化。另一方面,也可以把運(yùn)動的物體當(dāng)作是一個靜止的物體,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)算問題得到避免。所以,我們必須對此變得越來越重視,在以后的高中物理力學(xué)學(xué)習(xí)中,對學(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。
總的來說,在學(xué)科之間進(jìn)行相互的合作由來已經(jīng)非常久遠(yuǎn),因此說明在高中物理力學(xué)中對數(shù)學(xué)方法進(jìn)行結(jié)合并應(yīng)用,是值得推廣的。本文通過對數(shù)學(xué)方法在高中物理力學(xué)中應(yīng)用的一些小小認(rèn)識進(jìn)行討論,從而使大家對于物理力學(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。因此在未來高中物理的學(xué)習(xí)中,就需要更加全面地對數(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。
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