淺談高考物理怎樣使用數(shù)學知識解決物理問題

摘 要：著名的學者馬克思曾經(jīng)說過，任何一門科學只有利用數(shù)學才能達到完美的境界，而對于高中物理來說，也是一樣的。并且根據(jù)相關的調(diào)查和教育資訊就不難得知，國內(nèi)高中生在物理的高考當中的平均成績呈現(xiàn)出來的是逐漸降低的狀態(tài)，在這種情況下，高中教師就要教會學生能夠在解決物理問題的過程中去利用一定的數(shù)學知識，這種方式能夠快速的提升高中生的邏輯思維能力，這對于高中生的物理知識和數(shù)學知識的學習都能夠帶來比較大的積極效應，而且數(shù)學知識本身就是解決物理知識非常有效的工具，教師要善于引導高中生去使用。

關鍵詞：高中教育;高考物理;數(shù)學知識;高中物理;研究分析

前言：其實，數(shù)學知識在很多高中科目當中都能夠進行一定的應用，例如化學以及物理等等，而對于高中物理來說，其在解題的過程當中是會經(jīng)常用到數(shù)學知識的，并且在相關的文件資料當中對于這一點也有一定的提及：應用數(shù)學知識處理物理問題。所以，高中物理教師在實際的教學過程當中，應該培養(yǎng)高中生應用數(shù)學知識的能力，數(shù)學知識當中的圖像法、幾何法以及數(shù)列求和法其實都能夠在高中物理的解題過程中進行應用。所以，在接下來的文章當中會對當前的高中物理教學存在的問題進行一定的提及，并且針對數(shù)學知識的應用也會提出一定的建議。

一、當代高中生在解決物理問題時數(shù)學知識利用不當?shù)脑?/p>

（一）教學觀念比較落后

在新時代的課程改革的相關文件當中已經(jīng)詳細的說明，在實際的教學過程當中，理應將高中生作為課堂的主體地位，但是跟據(jù)一定的調(diào)查和了解之后就能夠發(fā)現(xiàn)，在國內(nèi)高中教育組織、機構(gòu)當中，物理課程的教學模式幾乎沒有任何改變，也就是說，其承襲的教學理念依舊是傳統(tǒng)的教學理念：教師負責完成教學的任務，高中生負責學習的任務。在這種教學觀念之下，高中生對于科學精神的理解就會不深刻，也就沒有辦法愛上高中物理的學習。另外，物理的解題過程中運用一定的數(shù)學知識的前提一定是高中生已經(jīng)對物理學習具有足夠的了解才能達成的，而就目前現(xiàn)狀來看，是很難達到這一點的。除此之外，教學觀念對于高中物理教師的影響也是比較大的，這種影響體現(xiàn)在物理教師的教學方式上，因此，教學觀念比較落后的話，在實際的教學過程當中，高中物理教師所使用的教學方式、方法很可能就不能符合當代的高中生。這一點從現(xiàn)階段的國內(nèi)高中物理的教學現(xiàn)狀也能夠看出來，大多數(shù)物理教師都會選擇壓迫學生去學習物理，并且這種壓迫學習的情況普遍存在。

（二）教學方式傳統(tǒng)且缺乏新意

其實，高中時期的數(shù)學知識和物理知識是存在著一定的共同性的，但是現(xiàn)階段的高中教師所使用的依舊是傳統(tǒng)的教學方式，這就導致現(xiàn)階段的高中物理的教學獨立性非常強，教師單獨站在課堂上進行授課，而學生在課堂中只能被動的接受知識。久而久之，高中物理課堂的教學方式就會消磨掉學生的學習興趣[2]，在嚴重的情況下還會使得高中生產(chǎn)生不同程度的厭學情緒，在這種情況下，高中物理的實際學習問題已經(jīng)比較多，也就不用說數(shù)學知識的使用了。而且高中物理的知識系統(tǒng)比較龐大，其中的內(nèi)容也比較多，如果沒有學習的興趣作為支撐的話，在后期的物理學習中很可能會出現(xiàn)多種問題，例如無法跟上正常的教學速度等等。在前文也有一定的提及，在高中物理教學當中存在一定的壓迫學習的現(xiàn)象，例如在高中生不理解物理題目的情況下，就會產(chǎn)生一定的死記硬背的行為，而教師如果能夠運用數(shù)學知識進行物理題目的解析，就能夠?qū)⑦@種現(xiàn)狀進行比較明顯的改觀。

（三）忽略實驗教學

高中物理教學固然與數(shù)學教學存在一定的共同性質(zhì)，但歸根結(jié)底來說還是不同的兩門學課，對于高中物理的知識來說，其在自然界的各個層面當中都有一定的體現(xiàn)，例如各種有趣的物理現(xiàn)象的產(chǎn)生，其中包括蒸發(fā)現(xiàn)象、凝固現(xiàn)象以及升華現(xiàn)象等等。由此課件，在高中物理當中，其實驗性是非常強的，但是在現(xiàn)如今的高中物理教學當中，教師和高校本身在實驗教學當中都存在一定的忽視現(xiàn)象，使得高中物理課堂變得枯燥異常，變成了一股腦的向高中生進行物理知識的教學，在這種情況下，盡管高中物理和高中數(shù)學知識存在共同性，高中生自身也無暇顧及，也就不用說在實際的物理解題過程中去利用數(shù)學知識了。除此之外，實驗教學還能夠有效的提升高中生的學習興趣，物理知識本身就具有非常多的抽象理論和知識，而實驗教學無疑是其中活力的象征，因此，在后續(xù)的教學工作當中，教師和高校對于實驗教學都應該進行重新的認識，使得這種教學方式能夠發(fā)揮出其主要的作用[3]。

二、高考物理解決物理問題中數(shù)學知識的使用

（一）數(shù)學圖像法的運用

其實，在高考物理題目的解題過程當中，數(shù)學圖像法的運用是十分廣泛的，在高考物理的填空題、選擇題當中都能夠進行應用。數(shù)學圖像法能夠形象的將高考物理中的規(guī)律展現(xiàn)出來，并且能夠直觀的將物理運動過程展現(xiàn)出來，在這一前提之下，高考物理題目中各種物理量的關系也能夠得到一定的體現(xiàn)，這有助于高中生快速的理解物理題目的涵義，而且眾所周知的，高考物理的答題時間是非常有限的，數(shù)學圖像法的運用能夠爭取到更多的解題時間，這對于高中生來說是至關重要的。而且，在高考物理題目當中，追及問題的存在是非常多的，高中生在數(shù)學圖像法的幫助之下能夠快速的畫出兩個物體之間的位移-時間圖像或者速度-時間圖像，從圖像當中，二者之間的關系得到了快速的體現(xiàn)，解題過程變得輕松且簡單，得到的答案的正確率也能夠提升。

（二）極值法在物理解題中的應用

極值法是一種重要的數(shù)學思想和分析方法。在高考物理當中也是經(jīng)常考察的一種解題方法，在使用了這一數(shù)學方法之后，一些抽象的復雜物理問題就會變得具體化、簡單化，進而可以達到事半功倍之效果。這一數(shù)學方法在連接體之間的繩索承受能力的問題當中經(jīng)常進行應用，應用這一方式之后，物理問題將會變得比較具象化，便于學生進行解題過程[5]。

13.一列簡諧橫波某時刻的波形如圖所示，比較介質(zhì)中的三個質(zhì)點a、b、c，則

A.此刻a的加速度最小

B.此刻b的速度最小

C.若波沿x軸正方向傳播，此刻b向y軸正方向運動

D.若波沿軸負方向傳播，a比c先同到平衡位置

【答案】C

【解析】

本題考査的知識點為機槭振動和機械波，題目難度較簡單

A：點a在位移最大處，加速度最大，所以A錯;

B：點b在平衡位置處，速度最大，所以B錯;

C：若波向x軸正方向傳播，根據(jù)同側(cè)法，所以b點沿y軸正方向運動;

D：若波向x軸負方向傳播，科根據(jù)同側(cè)法，所以a點東沿y中軸負小方向運動，c沿東y軸正方向運動，由于c的位移大小比a小，所以a先回到平衡位置。

其中A選項和B選項的判斷是依靠極值圖像來進行判斷的，因此可以看到數(shù)學當中的極值法是能夠在高考物理題目當中進行應用的。

故答案選C。

（三）極限法在物理解題中的應用

所謂極限法，其實就是指用極限概念分析問題和解決問題的一種數(shù)學方法，在物理解題過程中這種方式也是經(jīng)常進行使用的，極限法的好處是能夠大大的提升高中生的接替效率，進而給出相關的物理結(jié)論的判斷。這類方式經(jīng)常在物理的最高時速或者是最大輸出功率大的物理問題當中進行應用[6]。

18.2019年5月17日，我國成功發(fā)射第45顆北斗導航衛(wèi)星，該衛(wèi)星屬于地球靜止軌道衛(wèi)星（同步衛(wèi)星）。該衛(wèi)星

A.入軌后可以位于北京正上方

B.入軌后的速度大于第一宇宙速度

C.發(fā)射速度大于第二宇宙速度

D.若發(fā)射到近地圓軌道所需能量較少

解析：

A：同步衛(wèi)星軌道都位于赤道的上空，故此A錯誤

B：第一宇宙速度是最大環(huán)繞速度，故B錯誤

C：第二宇宙速度是脫離速度，衛(wèi)星速度大于第二宇宙速度時，會脫離地球的引力范圍，故C錯誤

D：近地圓軌道半徑小于同步衛(wèi)星軌道半徑，軌道低的衛(wèi)星需要的能量較少，故D正確

在這一例題當中就對極限法ji你醒了一定的利用，使得正確選項能夠顯現(xiàn)出來。

故答案選D

結(jié)論：綜上所述，就是目前為止對于高考物理怎樣使用數(shù)學知識解決物理問題的相關論述和分析了，但是除卻文中介紹的幾種主要數(shù)學知識、方式的使用之外，還具有其他的數(shù)學方式的使用，因此，在實際的教學過程當中，教師要善于引導學生使用這些數(shù)學方式、方法，其主要的目的就是提升高中生在高考物理中的解題能力，而且數(shù)學和物理的相互滲透對于高中生后續(xù)的學習過程也是具有重要意義的。

參考文獻

[1]葛益平.淺析高中數(shù)學教學策略優(yōu)化[J].文理導航，2017，0（29）.

[2]段小峰.小議數(shù)學方法在高中物理中的靈活運用[J].數(shù)碼設計（上），2018，（6）：232.

[3]黃瓊娥.高中物理《力的分解》教學設計[J].數(shù)碼設計（上），2019，（6）：294.

[4]趙潔.探討如何將數(shù)學知識更好地應用在物理教學之中[J].新課程·中學，2018，（7）：62.

作者簡介：姓名：王永慶;出生年月：1973年3月;性別：男;籍貫：河南焦作;最高學歷：大學本科;職稱：中學高級;研究方向：中學物理教學;郵編：453000;單位：新鄉(xiāng)市基礎教育教學研究室