数学知识在高中物理题中的运用研究

谭艳侠

【摘   要】法拉第用文字语言来描述自己的实验现象，虽然也把磁生电的实验结果说清了，却没有物理规律的普适性和拓展性。而纽曼和韦伯只用一个公式就把法拉第的实验描述得更简洁准确。也使这个规律更具有推广性和实用性。由此可以看出数学公式对物理研究的重要性。作为一个理科生，物理学习的重要性不言而喻。学好物理需要同学们在平常的学习中养成很多科学素养。其中之一就是类比联想，融会贯通。在进行物理计算的时候要善于利用数学。每一个学科之间都有着确定的联系，并不只是一个独自的学科。尤其是作为工具学科的数学 他们之间有着很密切的联系。在高中物理的解题过程中，数学公式是很重要的一个工具。这篇文章主要对数学知识在高中物理其中的作用做了简要的分析，做出了物理解题中的技巧和内容，希望本篇文章能够让学生们把数学知识和物理解题结合起来，保证物理教学的顺利进行。

【关键词】物理解题;数学公式;结合

引言

在学习数学知识的学习过程中，了解到它主要是对物质的数量以及空间的位置进行计算和描述的一门科目。物理和数学学习的知识截然不同，物理主要是研究自然的规律以及物体运动，但是他们之间有着很大联系，在物理的解题过程中，数学公式有着很大的作用，可以说数学是物理的一个工具，随着物理的快速发展，数学有着更加广阔的应用平台。随着新课标潮流的到来，中国需要培养全方面的人才，因此物理和数学的结合是大势所趋。

一、数学知识在物理解题过程中应用的主要内容

1.1数学中的几何知识在物理中的应用

在物理解题过程中，很多的题目都需要进行所图才能进行解答，作图可以是物理题目更加直观和简单，可以是整个物理题目更加清晰。在进行物理题解答的时候，仅仅把物理题转化成一个图形是远远不够的，还要对出行进行数学的分析和计算，这样才能够更容易掌握物理的解题诀窍，从整体上解决相同类型的物理题。下面举例进行说明。

在解答有关于天体行星之类的物理题时，整个物理题目看起来特别的难以理解，但是我们只需要把数学知识中的几何模型应用到物理中，就会比较生动具体。我们可以把星球近似的看作圆形，这样更有利于对于天体类型物理题的解决。在作图时一定要严谨，严格遵循作图规则，这样得出来的物理数据才更加准确。

1.2数学中的代数知识在物理中的应用

我们在解决复杂的、多过程的物理问题中，一般都会根据物理过程列出很多公式和方程式，这只是结题的开始，我们还需要对数学中的公式进行反复的推导，得出相应的物理公式。除此之外，在物理解答的过程中，我们经常用到数学中抛物线的知识，从而根据物理知识和数学知识之间的联系，进行类似问题的解决，找到最佳答案。还有，物理题目中经常会对未知数进行假设，这也是沿用了数学中的未知数x的思想可以有效地促进问题的解决，有很好的应用效果。比如：在解决物理问题中的抛物线的运动的时候，可以对数学中的抛物线公式进行应用，用数学中的解题方法和思路解决问题，应用数学中的相关运算以及数学公式，会让物理题变得更加简单直观。

二、物理题目对于数学知识运用的相关技巧

2.1运用数学的解题方法对物理题目进行解答

数学知识的范围面十分的广泛，在解题过程中的方法也有很多。在数学解题的过程中，我们经常用到换元法，數形结合思想，分类讨论思想，配方法等等，我们在实际过程中就可以把这些思想应用到物理解题过程中。比如：有一些物理题图形感十分强烈，我们可以用到数形结合的思想，把物理题中所涉及的内容的图形画出来，然后再用数字在图中标出来，进而解决相应的物理难题，加快物理题解决的速度。还有，我们可以利用数学知识中的未知数思想，把物理题目中的未知数设为x，利用物理题目中关于未知数的关系，建立x方程进行解答。

2.2巧用数学思维解答物理题目

数学知识中有许多我们牢记的数学思想，例如关于数学知识的逻辑思维能力，抽象概括知识的能力以及充分的想象力，这些数学思维，我们可以巧妙地融合到物理题的解答过程中。比如：在解答物理难题的时候，可以把物理题目中复杂的图形想象成抽象的图形，把天体想象成圆形，弹簧在承受力量的时候可以想象成直线。尽量把物理题中的抽象行为转变成数学中的简单图形，这样可以大大缩减物理解题的思路，更好地对物理题进行理解。

2.3利用数学知识中的公式法解决物理题目

物理知识和数学知识两者有不可分割的关系，他们其中有很多公式都能够通用。根据物理题情景列出公式后，对公式进行分析离不开数学。比如：高中物理在讲力学部分的时候，力具有大小和方向两个方面，我们可以通过不同方向的力构成三角形，在这种情况下，运用数学中的勾股定理可以对力大小和方向进行求解，从而把物理知识转化为简单的数学知识，有利于同学们的掌握和复习。数学公式中所具备的意义和应用方法，在物理题目中都有十分重大的意义，我们应该牢记每一个数学公式的推导过程，只有牢记公式的由来，才能够熟练的运用数学公式解决物理问题，才能更加熟练的简化物理题目。

2.4数学知识中的运算思维在物理题目中的应用

在做物理最后一道大题时，很多同学反应，能听懂老师讲的课，自己做不会。这类物理题解答起来过程特别复杂，即使知道公式，学生也不知道怎么用。所以为了更加有效地提高学生对于物理题目的解答效率。我们就需要把数学的运算思维，更好地融合在物理题的解答过程中。比如：我们在进行数学运算的过程中，往往会对一些题目进行分析，然后得出相应的思路。我们可以在进行物理题解答的过程中，与数学运算中简单的运算方法相结合，可以使整个物理题的解答过程更加清晰，简便。

2.5用数学问题解答物理中的极值问题

在分析物理过程时，不可避免的会遇到临界和极值，在物理问题中的临界和极值和数学函数的极值非常类似。此时我们用物理规律列出表达式后，就要结合数学知识来计算。当函数在一个邻域内有确定的值的时候，该点的值为最大（小），这个函数在这个点就是极大（小）值，如果他在这个邻域内比所有的点都要大，那么它就是一个严格的极大和极小值，也就是我们平常说的最值。下面举例进行详细说明。

结束语

高中物理是一门与数学息息相关的课程，在物理题目解答的过程中，运用数学知识可以把物理题更加简化。把抽象的东西更加形象化，可以让学生更加容易的进行解答。把数学知识和物理有机融合，可以把复杂题简单化。但是也不是所有的物理题都这样，不同的物理题目一定要找到合适的解决方法，才能达到更高的解题效率。以上的数学知识应用中，可以很好地说明数学对于物理的重要性。

【参考文献】

[1]董程程.高中生物理解题思维障碍与教学策略研究[D].沈阳师范大学，2016

[2]张荣奎.高中物理教学培养学生应用数学能力的方法与实践[D].山东师范大学，2014

[3]朱智文.中学物理教学中数学方法的应用研究[D].赣南师范学院，2015