淺談初中物理中數(shù)學思維的應(yīng)用

摘 要：物理和數(shù)學都是理科科目，數(shù)學是基礎(chǔ)性、邏輯性較強的科目，物理是與生活聯(lián)系緊密的科目，想要學好物理首先數(shù)學要學好，數(shù)學是一種工具，在解物理題目時要用到數(shù)學方法。諸如高斯、愛因斯坦等物理學巨頭，往往在數(shù)學界也有一定的造詣，他們從數(shù)學的角度上去審視物理學問題。隨著物理學的不斷進步，數(shù)學思維被用在了對物理題目的作圖、計算和推導上，故而，數(shù)學在物理中發(fā)揮著極為重要的作用，文章將選取幾個重點題目闡述數(shù)學思維在初中物理中的相關(guān)應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：數(shù)學思維;物理;計算;應(yīng)用

一、 數(shù)學在初中物理中的應(yīng)用較為突出的方面

（一） 數(shù)學為學習物理的概念、規(guī)律和結(jié)論等提供了簡潔、嚴謹?shù)倪壿嬚Z言

1. 物理中的大部分結(jié)論都是用數(shù)學式子來表達的，這樣的表達方式更通俗易懂，簡潔。

2. 物理中的一些物理量和變化規(guī)律通常用數(shù)學圖像等數(shù)學語言來表達，從而更直觀。例如：UI圖像，st圖像，vt圖像等。

3. 在概念的學習中，數(shù)學語言有助于學生對概念的進一步理解和記憶，例如：密度（ρ）的學習，密度是某種物質(zhì)單位體積的質(zhì)量，僅根據(jù)概念來理解密度是較困難的，但如果給出數(shù)學公式ρ=m/V，就可以較容易的推導密度的概念和單位，并能夠理解密度是物質(zhì)的特性，與物質(zhì)的質(zhì)量與體積無關(guān)，質(zhì)量隨著體積的增大而增大，而比值不變。

（二） 數(shù)學為物理推理、論證提供了最有力的工具

在認識物理規(guī)律了解內(nèi)在聯(lián)系的過程中，都要借助數(shù)學的思維，利用數(shù)學方法，我們可以把若干實驗數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律。還可以從某個物理規(guī)律出發(fā)，進行科學演繹，推導出新的結(jié)論?？茖W家們正是這樣一步一步地發(fā)現(xiàn)各種規(guī)律的。如探究阿基米德原理F浮=G排的過程中，需要用物理中的稱重法測出F浮，也要用到數(shù)學中一些演算過程得出G排，從而比較兩者的關(guān)系，得出結(jié)論。

（三） 數(shù)學為解決物理問題提供了計算工具

解決各種物理問題時，通過分析比較，抽象概括，從而提煉出數(shù)學模型后，物理問題就變成了數(shù)學問題，物理問題的求解也就轉(zhuǎn)化成了數(shù)學方程的求解了。能不能順利的解答出物理問題，就看對數(shù)學運算方法是不是運用得非常熟練了。在處理物理問題時，會涉及大量的計算，都離不開數(shù)學這一工具。

二、 數(shù)學思維在初中物理教學中的具體體現(xiàn)

（一） 用數(shù)學比值方法解決物理問題

“比例法”是指用兩個已知的物理量的比值來表示第三個物理量的方法。比值法可以充分體現(xiàn)出在兩個物理量同時變化的條件下影響物理過程的真正因素。數(shù)學中的比例知識可以使一些復(fù)雜的物理問題顯示出明顯的規(guī)律性，簡便地解決問題。在定義一個物理量的時候采用比值定義，如速度、功率、壓強、熱值等等。解決物理計算題時用數(shù)學比例式也往往會簡化解題過程，達到意想不到的效果。

（二） 數(shù)學圖像方法解決物理問題

中學物理中有一些比較抽象的題目常常很難求解，如果能與數(shù)學圖形相結(jié)合，再適當?shù)匾胛锢韴D像，就可以變抽象為形象，突破難點，使解答物理題目大大地化簡，圖像法是近幾年中考的熱點，所以在解決物理題目中要密切關(guān)注圖像。

（三） 數(shù)學函數(shù)方法解決物理問題

用函數(shù)可以準確地把握各個物理量之間的關(guān)系，將物理問題轉(zhuǎn)化為簡單的數(shù)學問題，物理量的關(guān)系往往是相互制約的，當某個量發(fā)生變化的時候其他量常常伴隨著變化，在變化的過程中常常會出現(xiàn)函數(shù)問題，利用函數(shù)經(jīng)常能夠化簡解題過程。

（四） 數(shù)學方程解決物理問題

“方程法”是指在求解某個物理量時，根據(jù)因變量與自變量之間的因果對應(yīng)關(guān)系，列出方程，通過求解方程從而求出物理量的方法。方程法可以減少學生的數(shù)學過程思維，解決問題簡捷明了，便于學生發(fā)現(xiàn)因變量與自變量的因果關(guān)系。中學物理的計算中，絕大多數(shù)問題可以用方程法來解決。具體過程為：先找出與所要研究問題有關(guān)的各個量，確定因變量和自變量，根據(jù)與之相對應(yīng)的規(guī)律，寫出公式和方程，代入數(shù)據(jù)即可計算。如果問題中有多個自變量，可根據(jù)問題中不同的物理過程及規(guī)律，找出其共同的參量，列出多個方程，組合成方程組一并計算。例：2018泉州物理質(zhì)檢33題要利用到電源電壓不變聯(lián)立方程求解問題。

三、 結(jié)語

綜上所述，對數(shù)學知識掌握得好有利于學生對物理知識的理解，也有助于物理成績的提升，數(shù)學知識中掌握得不好的地方也會對物理學習造成影響，如果學生能夠在初中物理的學習過程中，靈活的使用數(shù)學思維，那么必將極大地提升學生的物理學習能力，搭建數(shù)學與物理之間的橋梁，通過數(shù)學語言來幫助學生理解物理知識，這不論是對它們之后的求學，還是自身素質(zhì)的提升，都是大有裨益的。

參考文獻：

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作者簡介：

李寒菊，福建省漳州市，漳州市正興學校。