淺談高中物理中的數(shù)學(xué)方法

涂鵬宇

摘 要：高中物理和數(shù)學(xué)這兩門學(xué)科是我們高中階段必須要掌握的，它們的關(guān)系非常的緊密。數(shù)學(xué)是定義。而物理概念則是表達(dá)物理規(guī)律最深刻、最簡潔、最深刻的語言。在高中物理當(dāng)中族諸多的物理概念及規(guī)律都需要用數(shù)學(xué)方法中的圖像及公式來表達(dá)。只有準(zhǔn)確的應(yīng)用了數(shù)學(xué)表達(dá)，才能有效分析、推理以及論證我們所學(xué)的高中物理知識點(diǎn)。為此，筆者鑒于物理成績尚可，談?wù)勛约涸诟咧形锢韺W(xué)習(xí)及解題過程中所用到的數(shù)學(xué)方法。作為學(xué)生，知識水平有限，文中難免存在這一些不足之處，還懇請各位老師給予批評指正。

關(guān)鍵詞：高中；物理；數(shù)學(xué)方法

物理和數(shù)學(xué)是高中階段非常重要的兩門學(xué)科，同時(shí)也讓我們很多同學(xué)感到非常的頭疼常常感覺無從下手。數(shù)學(xué)作為一門首抽象且非常重理論的學(xué)科，而物理這門學(xué)科同生活息息先關(guān)，具有非常強(qiáng)的應(yīng)用性。作為學(xué)生，我們在高中物理的學(xué)習(xí)過程中，經(jīng)常會使用數(shù)學(xué)方法來解題，猶如數(shù)學(xué)當(dāng)中經(jīng)常提及到的數(shù)離開圖不形象，圖離開數(shù)不具體。高中物理和數(shù)學(xué)就如同圖和數(shù)的關(guān)系。因此，物理的學(xué)習(xí)，離不開數(shù)學(xué)，也是由數(shù)學(xué)方法才能簡潔、明確的邊表達(dá)物理思想。故而，我們必須要源握住兩門學(xué)科間的聯(lián)系，從而更好的學(xué)習(xí)物理。

一、高中物理學(xué)科常用的數(shù)學(xué)方法

眾所周知， 高中物理中的數(shù)據(jù)圖像思想同高中數(shù)學(xué)當(dāng)中的數(shù)形結(jié)合思想是緊密聯(lián)系的，數(shù)據(jù)圖形思想主要是將抽象的知識點(diǎn)通過圖像的方式轉(zhuǎn)變?yōu)樾蜗蟮?，進(jìn)一步降低了問題的難度系數(shù)，方便于我們接受及理解抽象的物理知識點(diǎn)，同時(shí)也利于我們作圖的習(xí)慣的養(yǎng)成。其次，在高中物理學(xué)習(xí)當(dāng)中，利用數(shù)學(xué)方法分析其物理思想同數(shù)學(xué)上的函數(shù)與方程的思想是異曲同工之妙的，其主要通過方程式將定性分析有效地轉(zhuǎn)變我所熟知的定量函數(shù)及方程，同時(shí)這也是我們在解題過程當(dāng)中非常關(guān)鍵的一步。最后，對稱思想在高中物理的學(xué)習(xí)及解題過程中有效地運(yùn)用數(shù)學(xué)方法中的是對稱思想方法能進(jìn)一步降低計(jì)算量及問題的難度[1]。

我們在高中物理的學(xué)習(xí)及解題過程中，離不開數(shù)學(xué)知識和方法的應(yīng)用，與此同時(shí)，在高考命題當(dāng)中，借助物理知識考查我們學(xué)生的數(shù)學(xué)能力是一個(gè)永恒的主題。甚至可以說，物理試題的解題過程中就是將物理問題有效地轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題。通過就求解，將其再次還原為物理結(jié)論的一個(gè)過程。在高中物理的解題過程當(dāng)中，我們經(jīng)常會使用函數(shù)法、圖像法、方程組、解析法等數(shù)學(xué)方法[2]。

二、數(shù)學(xué)方法在高中物理中的應(yīng)用分析

（一）圖像法在物理中的應(yīng)用

眾所周知，圖像具有形象、直觀的特點(diǎn)，倘若我們在高中物理的學(xué)習(xí)過程當(dāng)中，能有效地將具體的物理情景轉(zhuǎn)化直觀的圖像。那么可以積極生動(dòng)、形象解釋問題.簡化解題過程，進(jìn)一步提高我們的解題效率。達(dá)到事半功倍的解題效果。筆者以V—t 圖像為例，在V-t圖像中，具體的加速度a是由V-t圖線的斜率表示 而位移面積準(zhǔn)是由V—t 圖線表示的，

如圖1所示，已知.甲、乙兩光滑斜面的高度和長度是是等同的，在這其中乙斜面是兩部分構(gòu)成的，如果從球兩斜面的頂端同時(shí)釋放兩個(gè)相同的小球，在不計(jì)算拐角處的機(jī)械能損失模請問兩球誰先落地。

通過上述問題我們可以得知，甲、乙兩光滑斜面的高度相同，同時(shí)又不計(jì)算拐角的機(jī)械能損失。故而，我們可以得知兩球的機(jī)械能守恒，即兩球落地時(shí)速度大小是相同的。但由于甲、乙斜面的傾斜程度不同，我們分析兩小球的受力，可以得知，在圖2中，甲圖小球加速度不變，乙圖小球在前部分與后部分期間的加速度分別大于、小于甲圖小球，合并乙的兩部分V-t圖線后對比甲可以發(fā)現(xiàn)，乙前部分與后部分的V-t圖線斜率分別大于、小于甲。而要想使兩圖能與t軸圍成相等的面積，則V—t 圖像下圖所示（圖2）：

所以，我們根據(jù)V—t 圖像可知，在圖2當(dāng)中的小球先落地，由此可見，我們在高中物理的解題過程當(dāng)中有效地的運(yùn)用數(shù)學(xué)方法中的圖像法，可以將復(fù)雜抽象的解題過程有效地轉(zhuǎn)變直觀、形象的圖像來進(jìn)行解答，進(jìn)而達(dá)到事半功功倍的解題效果，進(jìn)一步提高我們的物理成績。

（二） 函數(shù)在高中物理中的應(yīng)用

通過高中物理的學(xué)習(xí)，我們知道隨著時(shí)間的變化，物體的各種物理量也在發(fā)生變化，進(jìn)而讓個(gè)物理量之間形成簡單及繁雜的函數(shù)關(guān)系。倘若在狀態(tài)確定的情況，這種或簡或繁的函數(shù)關(guān)系就會演變成一種固定量的關(guān)系方程。在高中物理的學(xué)習(xí)過程中，我們根據(jù)動(dòng)態(tài)物理的過程所確定的函數(shù)，通常都是我們學(xué)習(xí)及解題過程中的重點(diǎn)及難點(diǎn)，如正比例函數(shù)、反比例函數(shù)、二次函數(shù)以及三角函數(shù)等這些我們經(jīng)常所用到的函數(shù)。因此，我們在可以根據(jù)物理過程選擇這些函數(shù)來進(jìn)行解題。

（三）解析法在物理中的應(yīng)用

一般情況下，我們都是通過物理現(xiàn)象及實(shí)驗(yàn)來觀察物體運(yùn)動(dòng)軌道，但卻很少運(yùn)用理論來進(jìn)行推導(dǎo)。比如遇到拋體運(yùn)動(dòng)，則可以應(yīng)用數(shù)方法來進(jìn)行推導(dǎo)，進(jìn)而有效地得出拋體運(yùn)動(dòng)的軌跡，如圖4所示，

通過觀察和數(shù)學(xué)推導(dǎo)我們可以看到其軌跡就是一條拋物線，使其我們更好地理解拋體運(yùn)動(dòng)。

三、結(jié)語

總之，作為學(xué)生，我們對物理規(guī)律的掌握及概念的形成離不開數(shù)學(xué)思維及方法。同時(shí)我們分析解題能力的提升更是離不開數(shù)學(xué)。所以，我們必須要養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)好習(xí)慣及學(xué)習(xí)方法，有效地的掌握好規(guī)律、總結(jié)方法，將物理問題同數(shù)學(xué)方法有機(jī)地結(jié)合起來，從而根更好將物理問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題，使其更好的運(yùn)用數(shù)學(xué)方法解決高中物理學(xué)習(xí)過程中的問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]張榮奎.高中物理教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)能力的方法與實(shí)踐[D].山東師范大學(xué)，2014.

[2]徐衛(wèi)兵.高中物理教學(xué)中數(shù)學(xué)思想方法的分類及滲透策略[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2015，44（19）：6-8.