初中數學知識在初中物理實驗中的應用研究

摘?要：數學是實現物理研究的重要工具和手段。物理中很多研究方式和計算方式，皆帶有強烈的數學思想，很多物理問題需要依靠數學方式才能有效解決。基于此，本文主要圍繞初中階段物理教學進行分析，并探討幾何、不等式和函數等初中數學知識在初中物理教學中的應用。

關鍵詞：初中;數學知識;物理實驗;應用策略

一、 前言

數學是一切學科基礎，也是物理學的表達語言和問題處理工具，在概括物理現象、總結物理概念、匯總整理和分析實驗數據，及展示物理規律等方面均發揮這重要作用。而初中階段的物理學相關知識，與公式相關的內容均在不同程度上展現出了數學思想和方法，而初中數學的實際應用價值也在物理學實驗中得到了良好的展現。為此，初中物理教學中，必須提升對初中數學知識的重視和應用。

二、 不等式知識應用

初中不等式方面知識，在初中物理實驗中應用較為頻分，在滬科版初中物理八年級上冊第四章第五節“科學探究凸透鏡成像”教學中，根據相應條件對凸透鏡焦距取值范圍進行判斷，對于初中階段多數學生而言存在難度，但在問題解決作用，采用初中數學中不等式方式解決問題，可簡化問題解決能難度。如在解決問題“將物體放在距凸透鏡16cm處，光屏上可得一個縮小的像，若為10cm時，得到一個放大的像，問：凸透鏡焦距取值范圍”。在這一問題中通過使用數學中不等式方式，解決問題難度會明顯降低。通過實驗觀察后，結合凸透鏡成像規律和成像性質，找到對應物距與焦距間關系，成放大實像時，可獲得不等式f2f，組成不等式方程組。在將問題中已知條件代入方程組中，可獲得不等式組解5cm

三、 幾何知識運用

幾何知識是初中數學知識的重要組成部分，通過對幾何圖形的研究與分析，可有效解決現實中很多問題。而初中物理實驗問題解決中，很多與幾何知識相關，比如在學習八年級初中物理第四章光學方面知識時，關于“光的反射”中經常會涉及幾何方面知識，如解決初中物理問題“身高為160cm的人站在垂直于地面鏡子前，要從鏡子中看到自身全身像，問：鏡子至少要多長”時，結合光學知識可知鏡子中人成像高度與實際身高相等。采用初中數學幾何作圖方式進行表示，如圖1所示若C點為眼睛，AB為身高，DE為鏡子長度，要想看到全身像，要求A點和B點光束經鏡子反射后進入眼睛。

圖1?平面鏡成像

其中，AB=FG，且AB，DE，FG相互平行。此時人與鏡子間距離和像與鏡距離相等，得出BH=GH，并獲得DE為三角形CFG中位線，其長度為80cm，通過數學幾何作圖可知，鏡子長度為80cm才能看到鏡子中全身像。相比于僅依靠光學知識，多次反復實驗進行判斷，使用幾何方式解決問題，可快速幫助學生解決問題。

四、 圖像知識應用

圖像法是初中物理實驗中常用方式，采用圖像方式可將物理知識與物理實驗中現象間關聯性展示出來。在實際使用中，圖像法具有形象、直觀、簡單和概括了強等使用優勢，可將真實物理現象、過程和物理狀態等，使用直觀方式直接顯示出來。而采用圖像法進行表示時，首先，需要明確圖像中不同部分代表的物理意義，如“點”代表物理狀態，“線段”代表物理過程，“線”代表特定物理量，“面”表示物理量圖中不同部分物理意義。再使用圖像法解決物理問題中，用先明確圖像中橫、縱坐標代表的物理量和坐標分度值;最后確定圖像物理意義圖像交點坐標、截距交點和某范圍面積等，對相應條件進行分析、整理和計算，并根據圖像得出結論，將復雜的問題簡單化，可提高對問題解決效率。圖像法在初中物理教學中經常被應用于斜率、截距和面積等方面的問題解決中，如斜率問題中，x軸表示時間，y軸表示物理量隨時間變化規律，在繪制U-I曲線后，斜率表示內阻。這種將圖像應用于解決物理問題是，可直觀顯示不同物理量間的關系，快速實現問題解決。

五、 比例知識應用

初中數學比例知識也是物理問題解決中常用方式，比例知識是求解相關比例或倍數關系問題中主要方式。在物理實驗解題中，根據物理定律、公式，以及量相等、成多少比例或倍數等問題處理中，使用比例方式將未知量和已知量間建立一種比例關系，在利用比例性質對未知量進行計算，可獲得未知量表示的結果。如在“內能與熱機”相關知識學習中，解決問題“甲、乙物體質量比為1∶2，兩物體降低相同溫度時，釋放熱量比為2∶1，問：兩物質中甲的比熱是乙的多少倍”，可將問題理解為乙的比熱是甲的幾分之幾？，最后得出結果為乙物質比熱是甲的1/4，相比于0.25倍回答方式，該問題采用比例知識，既可提高解決問題速度，又可降低對為題的理解難度。

六、 結論

在初中物理實驗問題解決中，通過采用初中數學方面知識，處理好物理與數學銜接問題，既可通過數學方式，盡快解決物理中相關問題，又可簡化物理問題處理難度，提升學生對物理知識學習信心和興趣，提升整體學習效率。因此，在具體物理教學中，應加強對初中數學知識的重視，將其與物理教學有效結合。

參考文獻：

[1]呂穆.淺談數字化實驗在初中物理實驗教學中的應用[J].科學咨詢：教育科研，2019，12（9）：181.

[2]胡頻.數學知識在初中物理習題教學中的應用[J].中學物理教學參考，2019，48（14）：58-59.

[3]李秋平.數學知識在初中物理教學中應用案例探討[J].物理教學探討，2017，35（9）：34-35.

作者簡介：

黃燕瑜，福建省石獅市，福建省石獅市石光中學。