探究數(shù)學(xué)方法在初中物理解題中的應(yīng)用

胡華南

摘 要：在解答初中物理問題中，靈活的運(yùn)用數(shù)學(xué)方法來解答問題，可以準(zhǔn)確的解答問題，并且鞏固學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)科知識。所以，教師應(yīng)當(dāng)高度重視學(xué)生綜合性學(xué)習(xí)，讓學(xué)生有能力靈活運(yùn)用各科知識，解答問題或?qū)嶋H問題。以下本文將著重研究數(shù)學(xué)方法在初中物理解題中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)方法 物理解題 應(yīng)用分析

在教育領(lǐng)域中文理尚且可以互通有無，數(shù)理化完全可以不分家，這就說明了綜合性學(xué)習(xí)已然成為趨勢。此種情況下，物理教師在組織學(xué)生進(jìn)行物理教學(xué)的過程中，應(yīng)當(dāng)注重指導(dǎo)學(xué)生利用數(shù)學(xué)方法來解答物理問題，如此不僅可以鍛煉學(xué)生的思維，使學(xué)生能夠跨越學(xué)科，靈活的運(yùn)用知識解答物理問題，同時還能鞏固學(xué)生數(shù)學(xué)知識，提升學(xué)生知識水平，為學(xué)生良好發(fā)展奠定基礎(chǔ)。那么，如何有效的利用數(shù)學(xué)方法來解答物理問題呢？筆者將在參考相關(guān)資料在下文著重探討此問題。

一、數(shù)學(xué)方法在初中物理解題中應(yīng)用的意義

對于大多數(shù)初中學(xué)生來講，物理問題的解答具有一定的難度。但掌握了數(shù)學(xué)方法，巧用數(shù)學(xué)方法來進(jìn)行物理問題解答就變得很容易。數(shù)學(xué)方法是一項(xiàng)研究物理學(xué)的基礎(chǔ)工具，合理的運(yùn)用數(shù)學(xué)方法來解答物理問題，可以進(jìn)行綜合性的計量、分析，進(jìn)而簡化物理學(xué)科中的一些現(xiàn)象，以便學(xué)生更加準(zhǔn)確的理解物理知識，解答問題。數(shù)學(xué)方法也是一種推理及抽象上的實(shí)用手段，將其應(yīng)用于物理問題解答中，可以將物理問題與數(shù)學(xué)方法相結(jié)合，進(jìn)而推理一種合理的規(guī)律性定律，利用其解題，可以獲得準(zhǔn)確答案。數(shù)學(xué)方法也可以應(yīng)用于物理研究、物理知識學(xué)習(xí)、物理實(shí)驗(yàn)等方面，可以鍛煉學(xué)生的思維，強(qiáng)化學(xué)生的思維能力，促進(jìn)學(xué)生良好發(fā)展[1]。由此說來，初中物理解題中有效應(yīng)用數(shù)學(xué)方法是非常有意義的。

二、數(shù)學(xué)方法在初中物理解題中的具體應(yīng)用

的確，數(shù)學(xué)方法有效應(yīng)用于物理解題中，利于學(xué)生準(zhǔn)確解答問題，獲得高分。那么，如何將數(shù)學(xué)方法有效的應(yīng)用于物理解題中呢？筆者將結(jié)合例題進(jìn)行具體分析。

1.利用幾何知識解答物理問題

例1：人站在河邊看對岸的一棵樹EF在水中的像，當(dāng)人離河岸后退超過6m就不能看到整個樹的像。假定人高為1.8m，河兩岸都高出水面1m，河寬40m，問樹高多少？

解析：根據(jù)題意，確定所涉及的物理知識是平面鏡成像原理，但要準(zhǔn)確的、簡化的解答問題，需要學(xué)生運(yùn)用相似三角形及對稱的數(shù)學(xué)知識[2]。

解：設(shè)樹EF在水中成像為E'F'，在兩者中間加一條輔助線為FC，那么△FCF'與△BCA為相似三角形，由此可以得到 ，帶入已知數(shù)值，即可確定EF=12m。又因河兩岸都高出1m，所以EF=10m。

2.利用函數(shù)圖線解答物理問題

例2：一個騎自行車的人與一個跑步的人運(yùn)動時路程隨時間變化中，兩者運(yùn)行200米時，騎自行車人的速度是15t/s；人跑步的速度是25t/，解答以下問題：

（1）騎車者與跑步者是否同時出發(fā)？（2）跑步者前進(jìn)200m所用時間？（3）騎車者和跑步者的速度分別是多少（m/s）？

解析：作為常見的物理題型之一，這一例題是利用函數(shù)圖像表述物理量之間的相互關(guān)系。學(xué)生要想準(zhǔn)確的解答此問題，需要運(yùn)用函數(shù)圖線知識。也就是利用函數(shù)圖線分析物理量之間的關(guān)系，進(jìn)而了解動態(tài)變化過程，合理的利用已知數(shù)值進(jìn)行計算，求解。

3.利用比例關(guān)系解答物理問題

例3：現(xiàn)有一個鋁鍋和鋁盆，所用材料相同。其中鋁鍋的質(zhì)量為810g，鋁盆的質(zhì)量是270g，那么它們的體積之比是多少？它們的密度之比是多少？

解析：作為一道典型的物理習(xí)題，其中涉及到物理定律、物理公式，但其不能作為解答此問題的有效工具，而數(shù)學(xué)方法——比例法才是解答此問題的關(guān)鍵，即利用比例式將未知量和已知量聯(lián)系起來，再利用比例性質(zhì)即可計算未知量。因?yàn)閱栴}中已經(jīng)說明了鋁鍋和鋁盆所用材料相同，相應(yīng)的兩者的密度相同，而在求鋁鍋和鋁盆體積比時，因確定兩者密度相同，那么兩者體積比就等于質(zhì)量比，即810：270，最終確定鋁鍋與鋁盆的體積比是3：1.

三、數(shù)學(xué)方法在初中物理解題中應(yīng)用需要注意的事項(xiàng)

的確，數(shù)學(xué)方法應(yīng)用于初中物理解題中，可以強(qiáng)化學(xué)生思維，準(zhǔn)確解題。但要想使數(shù)學(xué)方法充分發(fā)揮作用，需要注意以下事項(xiàng)：

1.數(shù)學(xué)思維與物理概念、定律理解的關(guān)系問題

從解題角度來講，數(shù)學(xué)方法是一種非常有效的解題工具。這就要求學(xué)生能夠區(qū)分?jǐn)?shù)學(xué)思維與物理概念、定律理解的關(guān)系，尤其是數(shù)學(xué)思維在物理學(xué)科中應(yīng)用存在的局限性和特殊性。為了準(zhǔn)確的解答物理問題，教師在指導(dǎo)學(xué)生利用數(shù)學(xué)知識解題的過程中，首先要讓學(xué)生了解題意，明確其中所涉及的物理概念、定律等知識，進(jìn)而查閱教材或回憶教師的講授內(nèi)容，理解物理知識，進(jìn)而思考問題所考察的知識點(diǎn)，靈活的選用數(shù)學(xué)方法，輔助解題，避免學(xué)生死板硬套地運(yùn)用數(shù)學(xué)方法解決物理問題。

2.注重物理單位的備注，提升學(xué)生對物理單位的理解

在利用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行物理解題的過程中，備注物理單位也是非常必要。只有備注了物理單位，學(xué)生才能理解物理單位，進(jìn)而正確認(rèn)識和理解物理概念，選用適合的數(shù)學(xué)方法進(jìn)行物理解題，避免在解題步驟上或單位換算上出現(xiàn)錯誤。所以，為保證物理解題準(zhǔn)確性，教師指導(dǎo)學(xué)生利用數(shù)學(xué)方法解答物理問題，注意讓學(xué)生備注物理單位[3]。

結(jié)語

基于本文的分析，確定利用數(shù)學(xué)方法來解答物理問題是非常適合的，不僅能夠強(qiáng)化學(xué)生思維，使學(xué)生靈活的運(yùn)用知識解答物理，獲得高分，還能鞏固學(xué)生數(shù)學(xué)知識。當(dāng)然，在利用幾何知識、函數(shù)圖線、不等式關(guān)系等數(shù)學(xué)方法進(jìn)行物理解題的過程中，需要注意數(shù)學(xué)思維與物理概念、定律理解的關(guān)系、注意物理單位的備注等，如此才能準(zhǔn)確解答物理問題。由此說來，靈活的運(yùn)用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行物理解題是非常有意義的，利于鞏固學(xué)生知識，促進(jìn)學(xué)生綜合性學(xué)習(xí)。

參考文獻(xiàn)

[1]朱曉峰.淺談數(shù)學(xué)方法在初中物理解題中的應(yīng)用[J].新課程·中旬，2014（11）：58-58.

[2]邱小群.數(shù)學(xué)方法在初中物理解題過程中的應(yīng)用[J].中學(xué)課程輔導(dǎo)：教學(xué)研究，2012，6（17）：112-113.

[3]李建錄.淺談數(shù)學(xué)方法在初中物理解題中的應(yīng)用[J].中學(xué)物理（初中版），2016，34（8）：75-76.