浅议巧用数学知识解决物理教学中的问题

贾旭红

摘 要：物理是一门基础的自然学科，在生活当中应用非常广泛，涉及内容非常多。在实际的教学过程当中，和数学知识的联系非常紧密，经常要用到数学知识来解决物理问题。教师在平时的训练过程当中，加强学生对数学知识的学习，加强数学知识在物理课程当中的应用，如不等式、比例、函数图像等数学知识，一定能够取得意想不到的教学效果。对于培养学生的物理逻辑思维能力有着非常好的作用，为他们进一步学习奠定良好的理论基础。

关键词：物理教学；数学知识；科学应用

中图分类号：G63 文献标识码：A 文章编号：1673-9132（2018）35-0101-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2018.35.063

学生在物理学习的过程中，离不开数学知识的支撑，只有掌握了和物理知识相关联的数学知识，才能帮助学生顺利地解决物理问题。由于数学和物理这两门学科分科教学的影响，学生在运用数学知识解决物理问题的过程中，不能很好地運用数学知识，或者说不能灵活地运用数学知识解决物理问题，造成学生在学习物理中遇到了不少难以解决的问题。现对初中物理学习中遇到的一些问题，探讨巧用数学知识解决物理问题的方法。

一、巧用数学公式解决物理问题

在物理教学过程当中，很多公式和数学课中的公式大致是一致的，其解决问题的思维逻辑是相似的。在解决物理问题的过程中，学生只要弄明白物理公式中的每一个字母特定的含义和指向，就能捋清解决问题的思维逻辑。如果不能准确理解每个字母的物理含义，遇见题中的数字，不管三七二十一，就套在公式里边进行计算，不但不能解决问题，还会把学生引入歧途。例如在计算这样一道物理计算题：把一个质量为7.9 kg的正方体铁块，放在面积为0.79m2的水平桌面上，求铁块对桌面的压强。许多同学在初学压力压强时，不能很好地理解题目当中的每句话的意思，每个句子数字所代表的意义，就机械地套用公式计算，这样就出现了诸多错误。学生出现了想当然的逻辑错误以后，教师就要引导学生找到错误的原因，然后科学地去解决问题。其实认真想一下就会发现，7.9kg的正方体铁块，放在面积为0.79m2的水平桌面上时，与桌面的接触面积不可能是0.79m2。此题解决问题的关键在于当铁块放在桌面上时，铁块和桌面的接触面积到底多大，如何计算这个面积才是问题的关键。这道题清楚地告诉学生是正方体铁块，那么学生就要利用数学知识，正方体体积是边长的立方，首先把正方体的边长求出来，这样问题就迎刃而解了。铁块和桌面的接触面积是铁块的一个表面，即为正方体的边长的平方，这样正方体铁块和桌面的接触面积就求出来了，那么这道物理题就能够进行下一步的计算了。这个题目告诉我们，解决物理问题，首先要认真读题，还要注意公式中每个字母所代表的物理意义，如上题中的s是指物体与支持物接触的面积，这个面积有时与支持物面积相等，有时又不相等。其次，要认真审题，清晰地展现物理过程，并将所给物理量与公式中的字母一一对应，以帮助我们将笼统的公式和具体的物理问题相联系，然后再进行定量计算。

二、利用不等式解决物理问题

不等式是数学知识中的一块小小的知识，在生活当中应用非常广泛，同样也能够利用不等式来解决物理问题。比如说在物理教学过程当中，让学生求凸透镜的焦距的取值范围时，就是利用了数学不等式的知识来解决物理问题。物理教学中，经常会根据一定条件求凸透镜的焦距的取值范围，对于初学者来说确实有一定的困难，如果科学的运用不等式的知识来解这类问题，问题就化难为易了。例如：某同学将一支点燃的蜡烛放在距凸透镜15cm处时，在光屏上得到一个缩小的像，当蜡烛距透镜9cm时，在光屏上得到一个放大的像，试求凸透镜的焦距的取值范围。 解决这道题的关键在于根据题目给出的物距值，根据凸透镜成像规律，结合所给像的性质找到对应的透镜成这样的像时物距与焦距的关系，即凸透镜成倒立缩小的实像时u> 2f，成倒立放大实像时f

三、利用比例来解物理问题

数学课本里的比例问题，学生从小学就开始学习了，也就是说比例问题学生在数学课本当中成系统地进行了学习。那么在物理课程的学习中，学生就能够很好地利用比例来解决物理问题。在实际的教学过程当中，用比例式建立起未知量和已知量之间的关系，再利用比例性质来计算未知量。这样复杂的问题就简单化了，解决问题就轻而易举了。比例法解题在许多情况下是很简单的，只要比量的单位相同就可求解，不必统一为国际单位。例如：小明用杆秤称一条鱼的质量，当杆秤在水平位置平衡时，秤砣拉线正好压在2kg的刻度线上，利用手边的测量工具，可以估测秤砣的质量大约是多少？解决这道题的关键是杠杆的平衡条件。首先利用刻度尺测量出OA和OB长度，即力臂大小，又知道鱼的质量，再利用杠杆平衡条件求解估测。

四、利用数形结合的数学思想来解物理问题

在物理中常采用数学图像方法，把物理现象与物理知识之间的关系表示出来，如质量与体积的关系；温度与时间表示物态变化中晶体的熔化、液体的沸腾变化；电流、电压和电阻的关系图像等。这种图像法，在具体的教学过程中，能给学生直观、形象、简捷和概括力强的印象，它能将物理情景、物理过程、物理状态以直观的方式呈现在学生面前。其实，这种只是直观的教学方法，是很多学科都采用的一种教学方法，它能够给学生直观的视觉刺激，能够给学生直观的大脑印象。所以在物理教学当中，大力应用就能够很好地提高教学效率。

总之，很多的物理应用题的解决，离不开数学知识。学生要顺利地解决物理问题，就必须对数学知识达到融会贯通，方能灵活运用。因此物理教师和数学教师经常沟通，让两门学科互相贯通，在彼此的学习当中互相成长。所以加强数学知识的学习，是学好物理的关键一步。各门学科知识的互相贯通，能够很好地培养学生的综合思维能力，能够为他们将来很好的发展打下良好的基础。

参考文献：

[1] 李诗瑶.物理教学与数学学科的联系[J].吉林教育，2015（11）.

[2] 王红.物理教学与教师专业化发展研究[M].人民教育出版社，2014.12.

[3] 李峰.有效利用数学知识解决物理问题[J].甘肃教育，2012（2）.