数形结合思想在高中物理学习中的应用体会

摘 要：虽然教育体制的改革为高中物理学科的教學改革指明了方向，但是由于这一学科自身具有抽象性较强的特点，所以增加了学习以及解题的难度。而数形结合解题思想的应用，利用数式与图形紧密结合的方式，不仅使原本复杂的问题简单化、清晰化，同时也增加了我们的解题思路，促进了我们物理学习成绩的有效提升。为此，本文主要是就数形结合思想在高中物理学习中的应用体会进行了分析和探讨。

关键词：数形结合；物理问题；图形

数形结合思想作为一种实用性相对较强的解题技巧，在高中物理解题中发挥着极为重要的作用。我们在学习高中物理学科的过程中，利用代数式解题方式虽然有助于我们解题思路和步骤的简单清晰，但是，由于物理学科与代数、几何等学科存在一定的差异，物理知识中出现的物体形状、位置以及状态一般都无法用语言和数字清晰地表达出来，而数形结合思想通过图形不仅可以直接反映出物理知识的内容，同时也为我们解决物理问题提供了数式解题和图形解题等不同的方式。但是由于这些解题方式之间存在着相互补充的关系，如果我们在解题过程中掌握了两者相互结合的要点，那么不仅降低了物理知识学习的难度，同时也有助于我们解题效率和准确度的有效提升。

一、 数形结合在物理解题中所发挥的作用

1. 以数解形

高中物理学科中的很多物理知识，都可以通过现有条件用图形的方式表现出来，因此在解决此类物理问题时，必须根据图形的内容尽可能寻找更多有助于解题的条件，然后利用数式将所有已知条件表达出来，最后根据已知条件之间存在的数量关系解决问题，才能促进解题准确度的有效提升。

2. 以形助数

由于很多物理问题中的已知数量和向量存在着单一和抽象的特点，而这也增加了我们利用已知条件判断问题之间相互关系的难度。这就要求我们必须掌握利用图形解题的方式，才能在形象化、明朗化已知条件的基础上，降低问题的难度。而这也说明了利用图形解题法解决物理问题的效率较之数字解题法而言效率也相对较高。

二、 适用于物理解题中的数形结合具体题型

我们在学习物理知识的过程中，会遇到很多涉及图形分析和计算的物理问题，因此，我们必须掌握利用数形结合方法解决物理问题的方法，才能促进物理知识学习效率的有效提升。

1. 图形选择题

在高中物理学习的过程中，经常遇到很多要求我们选择符合题意图形的物理问题，这就要求我们必须掌握解决此类问题的方法，根据自身所掌握的物理知识中的已知条件，仔细地查找符合题意的图形，最终解决相关的问题。另外，在实际解决此类问题的过程中，必须对图形图像之间存在的差异予以充分的重视，只有准确地掌握不同图形的特点，才能促进问题解决准确度的不断提升。

2. 画图题

如果我们在学习物理知识过程中，遇到了变量与时间等相关题型，应该采取画图法解决相关的问题，这一方法的应用不仅使物理变量与时间之间建立了紧密的联系，同时也使我们在学习的过程中掌握了物理变量和时间变化两者之间的规律，为其物理学习效率的提升奠定了良好的基础。

3. 图形转换题

如果我们在物理知识学习过程中，无法利用图像找出解题规律的话，这就需要我们将物理图形转化为函数图形，才能达到迅速解决问题的目的。

4. 用图题

由于物理题型具有抽象性较强的特点，从而增加了我们的解题难度。假如我们利用结合图形将此类问题表示出来的话，那么不仅可以直观地发现问题的本质，同时也促进了解题效率的提升

例1 如果将一根长为5米的绳子的两端分别系在竖立在地面上间距为4米的两杆的顶端A和B。同时在绳子上挂上一个光滑的挂钩，然后在挂钩上挂一个重为12牛的物体的话，那么此时绳子的张力T应该为多少牛呢？

分析与解：这一问题主要涉及的是三力平衡方面的知识，因此应该按照选对象、分析力、画力图、列方程、对平衡的思路解题。

解题：根据已知条件发现挂钩的受力主要来自于三方面，而已知的平衡条件中两个拉力的合力F′与F两者之间是大小相等方向相反的关系，那么应该以两个拉力的邻边作平行四边形菱形完成解题。如图2所示，其中力的三角形△OEG与△ADC相似则：F′2T=ACAD，得T=F′*AD2AC=12*52*3=10牛。

例2 如图3中所描述的传送皮带，其水平部分ab=2米，bc=4米，bc与水平面的夹角α=37°，如果物体A与皮带产生的摩擦系数μ=0.25的话，那么此时皮带的运动速率应该为2米/秒。反之如果将物体A放置a点处，然后通过皮带传送至c点且物体A没有离开皮带，那么物体A从a点传送到c点需要多少时间呢？

图3

分析与解：物体A被放置到a点时，皮带与物体接触后产生的滑动摩擦力推动物体向前，此时A做初速为零的匀加速运动到与皮带的速度相同。如果将这一时间设定为t1，则：a1=μg=0.25*10=2.5 m/s2，t=v/a1=2/2.5=0.8 s

设A匀加速运动时间内位移为t2，则t2=ab-s1v=2-0.82=0.6 s.设物体A在bc段运动时间为t3，加速度为a2，则a2=g*sin37°-μgcos37°=10*0.6-0.25*10*0.8=4 m/s2

bc=vt3+12a2t23，即4=2t3+12*4t23，解得：t3=1 s

因此，物体A从a点被传递到c点所用的时间为t=t1+t2+t3=0.8+0.6+1=2.4 s。

三、 结束语

总而言之，高中物理与数形结合思想的紧密融合，对于物理学科问题的解决具有极为重要的意义。所以，高中物理必须加强物理学习方法研究的力度，积极地总结物理教学习的经验，培养我们良好的数形结合思想，才能促进我们解决问题能力的提升，为高中物理学习效率的提升奠定良好的基础。

参考文献：

[1]李涤非.数形结合思想方法在高中物理教学中的应用研究[D].苏州大学，2015.

[2]顾敏洁.数形结合思想方法在高中物理教学中的应用研究[D].苏州大学，2015.

作者简介：

刘笑岩，内蒙古自治区赤峰市，赤峰红旗中学。endprint