淺析初中物理與數學知識的結合

樊廣龍

摘要：物理是一門基礎的自然學科，在生活當中應用非常廣泛，涉及內容非常多。在實際的教學過程當中，和數學知識的聯系非常緊密，經常要用到數學知識來解決物理問題。教師在平時的訓練過程當中，加強學生對數學知識的學習，加強數學知識在物理課程當中的應用，如不等式、比例、函數圖像等數學知識，一定能夠取得意想不到的教學效果。對于培養學生的物理邏輯思維能力有著非常好的作用，為他們進一步學習奠定良好的理論基礎。

關鍵詞：物理教學;數學知識;科學應用

學生在物理學習的過程中，離不開數學知識的支撐，只有掌握了和物理知識相關聯的數學知識，才能幫助學生順利地解決物理問題。由于數學和物理這兩門學科分科教學的影響，學生在運用數學知識解決物理問題的過程中，不能很好地運用數學知識，或者說不能靈活地運用數學知識解決物理問題，造成學生在學習物理中遇到了不少難以解決的問題?，F對初中物理學習中遇到的一些問題，探討巧用數學知識解決物理問題的方法。

一、巧用數學公式解決物理問題

在物理教學過程當中，很多公式和數學課中的公式大致是一致的，其解決問題的思維邏輯是相似的。在解決物理問題的過程中，學生只要弄明白物理公式中的每一個字母特定的含義和指向，就能捋清解決問題的思維邏輯。如果不能準確理解每個字母的物理含義，遇見題中的數字，不管三七二十一，就套在公式里邊進行計算，不但不能解決問題，還會把學生引入歧途。例如在計算這樣一道物理計算題：把一個質量為7.9kg的正方體鐵塊，放在面積為0.79m2的水平桌面上，求鐵塊對桌面的壓強。許多同學在初學壓力壓強時，不能很好地理解題目當中的每句話的意思，每個句子數字所代表的意義，就機械地套用公式計算，這樣就出現了諸多錯誤。學生出現了想當然的邏輯錯誤以后，教師就要引導學生找到錯誤的原因，然后科學地去解決問題。其實認真想一下就會發現，7.9kg的正方體鐵塊，放在面積為0.79m2的水平桌面上時，與桌面的接觸面積不可能是0.79m2。此題解決問題的關鍵在于當鐵塊放在桌面上時，鐵塊和桌面的接觸面積到底多大，如何計算這個面積才是問題的關鍵。這道題清楚地告訴學生是正方體鐵塊，那么學生就要利用數學知識，正方體體積是邊長的立方，首先把正方體的邊長求出來，這樣問題就迎刃而解了。鐵塊和桌面的接觸面積是鐵塊的一個表面，即為正方體的邊長的平方，這樣正方體鐵塊和桌面的接觸面積就求出來了，那么這道物理題就能夠進行下一步的計算了。這個題目告訴我們，解決物理問題，首先要認真讀題，還要注意公式中每個字母所代表的物理意義，如上題中的s是指物體與支持物接觸的面積，這個面積有時與支持物面積相等，有時又不相等。其次，要認真審題，清晰地展現物理過程，并將所給物理量與公式中的字母一一對應，以幫助我們將籠統的公式和具體的物理問題相聯系，然后再進行定量計算。

二、利用不等式解決物理問題

不等式是數學知識中的一塊小小的知識，在生活當中應用非常廣泛，同樣也能夠利用不等式來解決物理問題。比如說在物理教學過程當中，讓學生求凸透鏡的焦距的取值范圍時，就是利用了數學不等式的知識來解決物理問題。物理教學中，經常會根據一定條件求凸透鏡的焦距的取值范圍，對于初學者來說確實有一定的困難，如果科學的運用不等式的知識來解這類問題，問題就化難為易了。例如：某同學將一支點燃的蠟燭放在距凸透鏡15cm處時，在光屏上得到一個縮小的像，當蠟燭距透鏡9cm時，在光屏上得到一個放大的像，試求凸透鏡的焦距的取值范圍。解決這道題的關鍵在于根據題目給出的物距值，根據凸透鏡成像規律，結合所給像的性質找到對應的透鏡成這樣的像時物距與焦距的關系，即凸透鏡成倒立縮小的實像時u>2f，成倒立放大實像時f

三、利用比例來解物理問題

數學課本里的比例問題，學生從小學就開始學習了，也就是說比例問題學生在數學課本當中成系統地進行了學習。那么在物理課程的學習中，學生就能夠很好地利用比例來解決物理問題。在實際的教學過程當中，用比例式建立起未知量和已知量之間的關系，再利用比例性質來計算未知量。這樣復雜的問題就簡單化了，解決問題就輕而易舉了。比例法解題在許多情況下是很簡單的，只要比量的單位相同就可求解，不必統一為國際單位。例如：小明用桿秤稱一條魚的質量，當桿秤在水平位置平衡時，秤砣拉線正好壓在2kg的刻度線上，利用手邊的測量工具，可以估測秤砣的質量大約是多少？解決這道題的關鍵是杠桿的平衡條件。首先利用刻度尺測量出OA和OB長度，即力臂大小，又知道魚的質量，再利用杠桿平衡條件求解估測。

四、利用數形結合的數學思想來解物理問題

在物理中常采用數學圖像方法，把物理現象與物理知識之間的關系表示出來，如質量與體積的關系;溫度與時間表示物態變化中晶體的熔化、液體的沸騰變化;電流、電壓和電阻的關系圖像等。這種圖像法，在具體的教學過程中，能給學生直觀、形象、簡捷和概括力強的印象，它能將物理情景、物理過程、物理狀態以直觀的方式呈現在學生面前。其實，這種只是直觀的教學方法，是很多學科都采用的一種教學方法，它能夠給學生直觀的視覺刺激，能夠給學生直觀的大腦印象。所以在物理教學當中，大力應用就能夠很好地提高教學效率。

結語

總之，很多的物理應用題的解決，離不開數學知識。學生要順利地解決物理問題，就必須對數學知識達到融會貫通，方能靈活運用。因此物理教師和數學教師經常溝通，讓兩門學科互相貫通，在彼此的學習當中互相成長。所以加強數學知識的學習，是學好物理的關鍵一步。各門學科知識的互相貫通，能夠很好地培養學生的綜合思維能力，能夠為他們將來很好的發展打下良好的基礎。

參考文獻：

[1]李詩瑤.物理教學與數學學科的聯系[J].吉林教育，2015（11）

[2]王紅.物理教學與教師專業化發展研究[M].人民教育出版社，2014.12

[3]李峰.有效利用數學知識解決物理問題[J].甘肅教育，2012（2）