物理中的数学方法

焦世骥

摘 要：在中学物理考试大纲中明确指出学生要有运用数学工具进行解决物理问题的能力，因此运用数学方法进行物理教学是十分重要的教学方法，也是必备的教学方法。本篇文章将针对在中学物理中如何运用数学方法进行教学提出教学策略。

关键词：中学;物理;教学方法

前言：在中学物理教学中运用数学方法进行教学能够提升课堂教学效率，并且满足与中学物理考试大纲的要求。所谓方法就是人们为了达到某种目的而采用的手段，途径以及行为方式中所包含的可操作性规则或者模式。而数学方法就是指许多运用数学思想的手段，是以数学为工具进行学习的方法。在中学物理教学中可用到的数学方法有很多种，本文中所提出的有图像法、数列法、几何法、实验演示法。

一、图像法的应用

物理图像能够更加清晰形象的表示物理规律，并且能够将抽象的物理直观化想象化，能够鲜明的表达出物理量之间的联系，是一种非常有效的教学方法，同时受到普遍的运用。下面就将图像法在中学物理中的运用进行举例：榔头敲打钉子，如果榔头每次以相同的动能敲打钉子，并且每次均有80﹪的能量传给钉子，而钉子所受阻力Ff与插入深度又成正比，试求钉子每次敲打的深度比？如果第一次敲打使钉子插入了全长的1/3，那么钉子全部插入必须敲打多少次？这道物理题就可以运用图像法，将所提出的条件制作成一个图像，这样学生就更加容易的找到解题方式。然后根据图像进行解析：这道题所表示钉子受到的阻力Ff是变力，并且与深度成正比。B1、B2代表1次、2次等等，榔头敲打钉子克服阻力做的功，数值上等于榔头传给钉子的能量为W0。根据相似三角形面积与边的平方成正比，有B21;B22;B23;……B2n=W0;2W0;3W0;……nW0。则B1;B2;B3;……Bn=1;;;……。每次敲打的深入比为△B1;△B2;△B3;……△Bn=（-1）;（-）……（-）。得出结论3/1H（1+-1+-+……-）=H然后求得结果n=9。

二、数列法的运用

在中学物理教学中，有一种经常出现的物理问题，这类物理问题是由物理过程重复而发生的，但是并不是完全重复原来的过程，是随着物理过程而变化重复的过程，进而某种物理量会随着重复的过程发生某种规律的变化[1]。而解决这一类问题就需要运用数学方法中的数列法。并且一般涉及到数列法的知识都具有重复的特点。数列法是解决物体与物体发生多次作用后的情况。具体的运用方法就是先对某一次进行分析然后得出结论，进而根据结论多次的运用，最后解答出问题。例如：质点以加速度a从静止出发做直线运动，在某一时刻t，加速度变为2a，在某一时刻2t，加速度变为3a在某一时刻为3t等等，那在nt这一时刻，加速度则变为（n + 1） a，求出nt这一时刻质点的速度？运用数列进行解答，那么就要找到规律，并且解答出某一部分，根据这一部分进行求解。如：质点在某一时刻t末时的速度为vt=at，2t末时的速度是v2t=vt+2at也就表明v2t=at+2at，3t末的速度为v3t=v2t+3at=at+2at+3at，以此类推可以得出nt末的速度公式为vnt=v（n-）t+nat=at+2at+3at+…nat=at（1+2+3+…+n）=at（n+1）n=n（n+1）at。因此，在中学物理教学中可以运用数学方法中的数列教学法。

三、几何法的运用

在进行高中物理解题时，常常会用到数学方法中的几何法，能够涉及到三角形、圆形、三角形的相似和几何定理等等[2]。例如：在进行中学物理《有界磁场中带电粒子运动》教学时，首先教师可以在黑板上画出有关以及类似的几何图形，然后结合所传授的物理知识进行讲解。其次利用黑板上的几何图形画出带电粒子的运动轨迹，在找到圆心，根据两个圆之间相交的公共弦求出圆最小半径是多少。在进行讲解此类的物理知识时，教师需要运用几何图形来解决问题，这也是解决部分问题的关键因素。在中学物理教学中，教师应传授学生运用几何法进行物理知识的解决，这对于物理的学习起到非常大的作用。而近些年来高考对于物理的要求就有学生能够运用几何图形来进行物理问题的分析解决，由此可见，在高中物理教学中培养学生运用几何知识解决物理问题的能力对于学生进行今后的物理学习是至关重要的。

四、实验演示法的运用

在物理教学中实验演示法是最为普遍的教学方式，同时也是数学方法中最受普遍运用的教学方式[3]。简单来说就是教师通过实验对知识以及问题进行演示进而得出结论或者结果。运用实验演示法能够让学生更加直观的感受物理知识，并且实验演示法能够有效促进学生集中注意力。例如：在进行中学物理《磁现象和磁场》教学时，就可以运用实验演示法。首先笔者会在学生面前演示悬浮的小实验，在教学前在凳子的下面藏起一块磁铁，确保能够推动硬币。其次让学生猜测各种硬币悬浮因素，教师解开悬疑，硬币是由于磁铁才会悬浮在空中。然后在多媒体教学中为学生播放关于磁现象的照片如：磁悬浮列车等等。运用实验演示法能够激发学生的学习兴趣，并且学生能够直接观察到物理知识，对物理知识的理解会更加深入，对物理知识的印象也会更加深刻。因此，在中学物理教学过程中，教师可以运用数学方法中的实验演示法进行物理教学，能够有效提升教学效率。

总结：在中学物理教学中运用数学方法只是将物理知识以及物理问题简单化、明确化的手段，并不能够代替物理思想。而能够在中学物理教学中运用的数学方法远远不止这些，这就需要教师积极探索，这样才能够真正的提高学生的分析问题能力以及解决问题能力，从而实现学生物理学习上不断的进步。

参考文献

[1]杨天奇，朱琳，付伟，齐海燕.中学物理教学中数学思想运用[J].科技视界，2019（32）：175-176.

[2]庞芳，崔虹云，马佳.浅谈中学物理中的数学知识及思维方法[J].物理之友，2017，33（04）：26-28.

[3]陈玉寿.浅论数学方法在中學物理中的应用[J].新疆教育学院学报，1998（04）：53-54.

课题项目：本文系2017年度甘肃省教育科学“十三五”规划课题《基于物理学科核心素养的数学物理方法与能力培养研究》（课题立项号：GS[2017]GHB0890）阶段性研究成果。