探析“对称性”在高中物理力学问题中的效用

辽宁省大连市庄河市高级中学(116400)

陈雨萌●

探析“对称性”在高中物理力学问题中的效用

辽宁省大连市庄河市高级中学(116400)

陈雨萌●

无论是增强学生物理成绩，还是为以后从事建筑相关工作，有效的解决高中物理力学问题都是非常重要的.而要想有效的解决高中物理力学问题，需要借助于“对称性”.那么，如何将“对称性”有效的应用于高中物理力学问题解答之中呢？本文将从分析对称性在高中物理力学问题中的重要意义展开，就对称性在高中物理力学问题中的有效应用进行分析与探讨，希望对于有效解决物理力学问题有所帮助.

对称性；高中物理；力学问题

关于力学知识点，既是高中物理学科的教学难点，也是考试不可或缺的考查重点.无论是出于增强学生高考实力还是为从事建筑方面工作的考虑，认真而专注的学习力学知识，有效的、准确的解答高中物理力学问题都是非常重要的.但是，要想真正意义上解决高中物理力学问题，需要借助“对称性”，如此可以给学生以启发，使学生有思路去解答物理力学问题，如物理质量分布不均匀的问题、抛体跑题运动问题、特殊类碰撞问题等，提升高中学生的物理知识水平.

一、对称性在高中物理力学问题中的重要意义

物理学原理和规律是之对称性发展而发现的，在高中物理力学问题解答的过程中合理的运用“对称性”是非常有意义的.具体来说，即：

1.新课改环境下解决问题的有效途径

从学生角度来讲，在新课标背景下良好的开展高中物理教学，应当改变以往所应用的教学方法，运用先进的、有效的教学方法来教授物理知识，增强物理教学的趣味性、有效性.基于此，在高中物理力学问题解答中有效的应用“对称性”，可以辅助学生有效的解答问题，与此同时可以使学生学习对称性的解题方法，如此学生可以利用此方法解答此类的力学问题，这对于提高学生解题能力有很大帮助.由此看来，对称性的有效应用，可以使学生探索到新的解决问题的途径.

2.提高高中物理力学问题教与学的效率

为了实现这一目的，“对称性”有效的应用于物理力学问题之中是非常必要的.因为利用“对称性”来解答物理力学问题，可以使学生掌握对称性解题思路与方法，如此学生在解决大量物理力学问题中，可以巧妙的应用对称性技巧，进而有效地、快速地解题.

3.提高学生解决问题的综合能力

对称性思维在很多学科中都得到广泛应用，这充分说明了对称性思维的形成，利于提高学生解决问题的综合能力.在学生形成对称性思维的情况下，解决力学问题，把握已知提示，举一反三，进而合理的分析问题，解决问题.

二、对称性在高中物理力学问题中的有效应用

基于以上内容的分析，可以确定对称性有效应用于高中物理力学问题解答中，对于获得准确的问题答案有很大作用.那么，如何在高中物理力学问题中有效应用对称性呢？笔者提出以下问题，就对称性的具体应用予以说明.

1.解答物体质量分布不均匀问题

在高中物理力学知识中，对称分布的无力对象的力学研究是比较简单的，但是，在高中物理或建筑物理问题之中，面对的物理总是不满足对称性的.此种情况下要想有效的解决物理问题，就需要运用到“对称性”思维，即将物体不对称问题转化为对称问题，如此可以简化问题，以便学生有效的解决物理力学问题.例如，在求解重心位置问题上，所提出的问题通常是物体质量分布不均匀，如何确定物体的重心？对此，学生应当以“对称性”思维为准，将物体不对称的部分切割或补充，如此可以转化为对称物体的力学问题求解，那么学生将很容易解答问题.

2.解答抛体运动问题

利用对称性除了能够有效解决物体质量不均匀问题之外，还能够有效的解答抛体运动问题.抛体运动一般分为平抛运动和斜抛运动.相对来说，平抛运动比较简单；斜抛运动比较复杂.为了考察学生力学知识掌握情况，往往提出斜抛运动问题.其实，从对称性思维角度来分析，斜抛运动可以简化为两个平抛运动的直线对称，它们基于最高点呈竖直状态，再利用力学运动规律，即可有效求解.

例：在平行板电容器中存在竖直向下的匀强电场F，质量为m，电量为+q,重力不计的粒子，从A点抛出，初速为v0，方向与水平方向的夹角为θ斜向上运动(如图)，那么，粒子在离极板高度为h的O1与O2，之间运动的时间?

解析 对称性思维角度来分析，斜抛运动可以简化为两个平抛运动的直线对称，再利用力学运动规律，即可有效求解.

即：假定H为最大高度，O为最高点.

无论是出于增强学生高考实力还是为从事建筑方面工作的考虑，认真而专注的学习力学知识，有效的、准确的解答高中物理力学问题都是非常重要的.但是，要想真正意义上解决高中物理力学问题，需要借助“对称性”，也就是使学生形成对称性思维，掌握对称性解题技巧与方法，如此学生能够在解决力学问题时，把握已知提示，举一反三，独立分析问题，思考问题，解决问题.

[1] 单海华.探析“对称性”在高中物理力学问题中的效用[J].中学物理(高中版),2014,32(11):82-83.

[2] 余爱华.“对称性”在高中物理力学问题中的效用探讨[J].新课程·中学,2015(9):19-19,21.

[3] 许必平.高中物理力学问题的『对称性』效用分析[J].新课程·中学,2015(12):57.

[4] 宋晓轩.对称性在高中物理力学问题中的效用探究[J].科教导刊-电子版(下旬),2016(5):50.

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