探讨如何避免物理问题数学化

2018-02-25

新教育时代电子杂志(学生版) 2018年18期

关键词：刹车习题公式

（长郡中学湖南长沙 410000）

引言

物理问题的解答离不开数学知识，但如果在面对物理问题时完全利用数学思维进行解答，那么最终得出的答案就很容易出现错误，同时也会给我们的物理学习带来很大麻烦，因此，避免物理问题数学化对于高中物理学习来说是非常重要的。[1]

一、物理问题数学化的表现

1.轻视物理概念

物理概念是对现实世界客观规律的总结，其对于物理问题的解决有着非常重要的指导性作用，然而由于物理习题与数学习题在解题方式上比较相似，而高中生接触物理学科的时间又比较短，尚未形成正确的物理问题解题思维，因而在面对物理习题时，很多学生常常会过于重视计算，而忽视题中隐含的物理概念，从而出现物理问题数学化的情况。[2]

例1 某汽车以36km/h的速度在高速公路上进行直线行驶，在前方出现障碍物后及时进行刹车后得到的加速度大小为4m/s2，刹车一段时间后汽车静止，那么汽车刹车后出现的位移距离是多少？

例如在例1中，已知汽车行驶速度为36km/h、刹车后加速度为4m/s2，根据这些条件可知刹车后汽车位移的时间为9s，为求出刹车后的位移距离，很多学生都会利用已知条件与匀变速直线运动规律进行计算，之后直接求出汽车刹车后的位移距离。但需要注意的是，汽车在刹车后的速度是逐渐递减的，因而汽车刹车后的匀变速直线运动实际上属于匀减速直线运动，这说明汽车刹车后的加速度并非4m/s2而是-4m/s2，这样在已知条件出现错误的情况下，学生自然也就无法通过计算求出正确答案。如果在数学习题中，给出已知条件的情况下直接利用公式进行计算并不会出现这样的问题，然而在物理学科中，匀变速直线运动实际上分为匀加速直线运动与匀减速直线运动，如果我们在解题过程中忽视了这一概念，那么解题的正确率就会受到很大的影响。

2.忽视物理事实

物理学科的知识内容不仅来源于现实世界，同时也需要应用于现实生活之中，因而在高中阶段，大多数的物理习题都与现实生活中存在着密切的联系，同时题目也会以现实生活情景的形式呈现出来。在这些习题中，很多必然规律并不会直接列出，而是会隐藏在题目构建的现实生活情景之中并作为题目给出的已知条件之一，如果我们在审题过程中未能加以注意，就很容易忽略，但这些条件对于解题来说确实必不可少的。同样以例1为例，根据题目中的刹车后加速度、汽车行驶速度等已知条件，一些学生已经认识到了汽车在刹车过程为匀减速直线运动这一隐藏概念，之后根据汽车行驶速度与刹车后加速度求出汽车刹车到静止的时间，利用匀变速直线运动规律中速度与时间的关系公式得出刹车后位移时间为10s，之后再根据位移公式求出正确的位移距离，这一解题过程虽然看上去并不存在问题，但实际上刹车后的最后一秒汽车已经进入静止状态，即速度为0m/s，那么其位移时间自然也就不是10s而是9s，学生忽视了汽车速度降为0后不再位移这一物理事实，直接带入错误的位移时间进行计算，其结果自然同样是错误的[1]。

3.盲目套用公式

在物理问题的解答过程中，物理公式的运用是非常关键的，但每一个物理公式都有着明确的适用范围，如果忽视了其限制条件而盲目使用公式，那么就会给物理问题的解答带来麻烦。例如摩擦力具有着物体间相互接触、物体间有相互挤压作用、物体接触面粗糙、物体间有相对运动趋势或相对运动等四个判定条件，只有满足这些判定条件，问题才适用摩擦力相关公式，如果我们在解题时在题目已知条件未满足摩擦力判定条件的情况下就盲目套用公式，那么解题思路就会陷入误区，答案也会出现错误。

二、避免物理问题数学化的有效策略

1.重视物理概念与客观规律

物理学科虽然与数学学科存在着紧密的联系，但却是以各种物理概念为基础的，只有对物理概念有着准确、深入的理解，在面对物理习题时才能够迅速抓住问题的核心，并尽快找到正确的解题思路，反之如有对于物理概念的理解比较模糊，那么在解题时也会很容易陷入误区。因此，我们在进行物理学科的学习时，需要对物理概念的含义、内涵、延伸、定理、定律、公式等进行明确，同时了解公式中各符号的代表含义。同时在解题过程中也要注意结合物理概念展开思考，准确判断题意，从而实现对物理问题的正确分析，避免将物理问题数学化。另外，物理问题的解答并不是简单的计算，而是以现实世界客观规律为基础的，在面对生活化习题时，我们需要结合题中的情境对实际问题进行认知，尊重物理事实与客观规律，从而对题目中隐含的条件进行明确。

2.严格审题习惯

在解答物理习题时，我们之所以会将物理问题数学化，在很多时候都是由于审题不清，未能发现题目必要中的物理语言描述与隐含条件，也未对中间量进行假设交代，总是急于找公式进行计算，从而导致解题错误。因此，在日常进行习题训练时，我们需要注意仔细审题，将题目中出现的物理过程进行明确，之后再将各种已知条件列出来，从整体的角度来对题目进行审视，明确其属于哪几部分的知识，适用于哪些物理公式，之后再寻找解题思路，并利用公式展开计算，同时在解题结束后，还要注意根据答案对计算结果的正确性、合理性进行检查，提高解题的准确率。这样长期下来，我们就能够养成良好的解题习惯，解题步骤会更加规范，而物理问题数学化的情况也能够得到有效避免[2]。