物理是一門非常難學的學科,它不僅考驗同學們的邏輯思維能力,還包含許多復雜又抽象的知識,這也是筆者主張在解答高中物理試題的過程中引入數形結合思想的原因。在解答高中物理試題的過程中應用數形結合思想,不僅可以有效提高同學們的解題效率和準確率,還可以幫助同學們總結經驗和深度反思。
1.數的形化
數的形化指的是將物理題目中一些難以理解的數量關系轉化為形的問題,使得復雜抽象的問題變得更加直觀,方便同學們理解。若題目自帶有圖形,則同學們可以直接利用圖形協助理解;若需要同學們理解題目含義后自行繪制圖形,則同學們一定要保證所繪制出的圖形是準確無誤的,不然將會導致解題思路出現錯誤。
例如,在學習人教版高中物理必修一的第二章《勻變速直線運動的研究》時,同學們會遇到這樣一道選擇題:一物體從靜止開始沿直線運動,其加速度在0~1 s內為2 m/s2,1s~3 s內由2 m/s2均勻降為-2m/s2,3 s~4 s內保持-2m/s2不變。假設物體開始運動的方向為正,那么下列關于物體運動的描述正確的是(選項略)。像這樣在不同階段出現不斷變化的條件,同學們可以自己繪制一個相應的加速度隨時間的變化圖像,將長達數行的題干信息濃縮在一個簡單的圖像中,并通過觀察圖像依次對照各個選項,選出正確的答案。
數的形化也叫以形助數,是借助圖像把復雜的題干變得具象的一種解題方法,可以讓同學們不必反復在冗長的文字條件中找尋相應的內容,幫助同學們提高解題效率。
2.形的數化
形的數化也叫以數解形。在高中物理試題中,有不少題目的條件都隱藏在圖像之中。圖像條件雖然具有一定的優勢,比如直觀且形象,但在具體的解題過程中,同學們還是需要由圖像信息聯想到課本中所學的概念知識,并且對其中的物理量有一個準確的判斷,這樣才能得出正確答案。
例如,在學習人教版高中物理必修一的第三章《相互作用》時,同學們會發現在這一單元的試題練習中,許多題目的條件就是通過圖形加上簡單的文字描述展示出來的。這非常考驗同學們對物理公式和基礎理論的掌握情況,同學們只有通過觀察圖像回憶書本中關于力、合力和分力的相關知識,才能更好地根據力的作用效果進行力的分解,從而得出正確的答案。
另外,在試題練習的過程中,同學們要養成復習的好習慣,對做過的題目進行總結,只有這樣才能在做綜合性物理問題時,看到不同的圖像條件能很快地聯想到試題考查的知識點,進而提高解題效率。
3.通過數形結合將物理理論知識與生產、生活實際相聯系
在高中物理的學習過程中,利用好數形結合思想,可以將生產、生活中的實際事件與物理理論知識更好地聯系在一起。比如,同學們在學習平拋運動時,可以以壘球作為模型,更好地理解相應的理論知識。
綜上所述,在解答高中物理試題時,同學們不僅要擁有識別圖像并能從圖像中獲取物理理論知識的能力,還應該能夠根據題干中給出的文字信息,繪制出簡單的示意圖,更好地利用題目條件完成解答。在高中物理解題中應用數形結合思想,有利于培養同學們的物理綜合能力,使同學們在面對復雜、抽象的難題時,可以更快地明確做題思路,并得出正確的結果。所以在日常的學習中,同學們一定要更加積極地將數形結合思想融入其中。