高中物理力学学习中的数学方法

单磊

摘要：在新课程不断深入和改革的大背景下，所有学科之间的贯穿已变得愈加普遍，在此之中，数学与物理之间的联系也愈加紧密和显而易见。因此，高中物理教师在开展力学课程时，就要充分认识到运用数学方法的重要性和必要性，并始终基于学生学习和发展需求视角，让数学知识充分在力学课程中发挥引导价值和教学优势，从而使学生能够更加直观、立体、清晰地掌握抽象的力学知识，为学生将来学习更高层次的物理知识奠定坚固而夯实的根基。

关键词：高中物理；力学课程；数学方法；应用措施

中图分类号：G633.7文献标识码：A文章编号：1992-7711（2021）28-0095

对于物理教学而言，教师运用数学方法及数学思维推动学生展开探索，能够强化学生的科目融合性，并能使学生有针对性地将物理问题与数学方法有机融合，并自主地展开双向探究，从而实现将物理问题转化为数学问题，从数学表达式中领悟物理问题的内涵。因此，在高中物理的力学教学时，教师就要始终坚持“以学生为主体”的教育理念，深入挖掘数学方法与物理教学有機结合的措施，从而真正实现提高高中物理教学效果、扎实双科基础知识的目的。

一、我国高中物理的教学现状

其一，高中物理不仅是高考科目之一，物理知识在生活中的应用也很广泛。但是高中物理知识比较抽象和复杂，对于一些自主学习能力较差又不善于思考的学生来说，学习起来比较困难。其二，受应试教育的影响，教师一味地使用题海战术，不注重对学生解题思路和方法的引导，学生靠死记硬背不仅不能提高物理成绩，而且降低了学生对物理的学习兴趣，甚至对物理产生了抵触情趣，影响了学生的学习效率。其三，高中物理涉及的知识比较广泛也比较复杂，教师应该注重培养学生的逻辑思维能力和解题能力。但受应试教育影响，教师过于看重学生的考试成绩，忽略了对学生能力的培养。其四，有些教师在课堂上把知识点面面俱到地都教授给学生，课下就是疯狂的题海战术，这样做不仅增加了学生的学习压力，而且没有从根本上解决问题。常言说得好：“授人以鱼，不如授人以渔。”教师应该教授学生解题的方法，提升学生的解题能力，只有这样才能提高学生的学习效率，提升教师自身的教学质量。

二、高中物理和数学的紧密联系

物理学和数学是现代自然科学中的基础学科，二者密切联系在一起，关系深远。物理学最早起源于哲学，最早出现在希腊文，随着人类对于自然科学界的不断深入探究，物理这门学科逐渐发展。回顾物理的发展过程，不难发现存在着很多例如伽利略、牛顿、麦克斯韦等众多既在物理领域又在数学领域有杰出贡献的伟大人物。从这点来看，一直以来物理的学习和发展始终和数学是有联系的。在某种意义上，物理是数学的实际应用，而数学是物理的根底，二者相辅相成，缺一不可。

在高中物理和数学的教学与学习中，无论作为教师还是学生，对于二者的联系更是深有体会。一方面，在物理和数学学习的过程中，都要求学生具备空间想象、抽象逻辑、逆向思维和分析理解等不同程度的能力；另一方面，就物理和数学的解题思路和方法而言，二者也有相似之处，例如它们需要根据题目要求进行合理的建模，然后结合图形关系和数学公式进行数学计算，从而对题目要求进行正确的论证或验证。从这两点来看，也就不难理解为什么在物理中也出现数学计算公式。

三、数学知识在高中物理解题中运用的关键策略

1.从函数出发

学生在小学阶段认识函数、在初中阶段深化函数、在高中阶段探究函数，经过各个阶段的学习，函数逐渐完善化和具体化，反比例函数、正弦函数和余弦函数等知识被大范围运用于数学学科中。基于此，教师可以有效转换教学思路，将函数的知识和要点运用于高中物理的解题中。例如，以《研究抛体运动的规律》为例，题目为：一条渡船正在渡河，河宽为260m，船在静水中的速度为36km/h，水的流速是18km/h，为了让船能垂直于河岸渡河，船应该怎样运动？此问题落脚点是船的行驶角度问题，求出船渡河的时间后，根据余弦定理，cosα=河水相对于河岸的速度/船相对于静水的速度=5/10=1/2，即可得到α=60°。在这个过程中，我们利用余弦定理能轻松解决问题。

2.结合法的应用

数与形之间可以进行相互补充、相互转化。比如，教师就可在物理力学的教学中运用数形结合的方法，使抽象的物理关系和知识以立体、清晰的几何形象展示在学生面前。同时，也能够将几何图形转化为物理数量关系。如：在学习有关力和运动的合成与分解时，将其和数学上平面几何、立体几何与三角函数关系相结合，学生或许在解决物理问题时就会很容易地通过数学几何关系找到物理关系，从而提高解题效率。

3.极限法的应用

极限法在高中力学应用中相对较为普遍。比如，教师可通过极限法的应用，将力学中的倾斜面转化为垂直面或者水平面，进而使其中所涉及的复杂问题简单化。另外，通过极限法也能够将正在产生运动的物体看作静止物体，将非理想物理模型转化成理想的物理模型。在实际应用中，教师在带领学生进行定性分析力学问题时，运用极限法可以在解决问题时减少大量不必要的烦琐运算，只需展开简单的计算，就能得出结论，解决实际问题。

综上所述，数学知识被运用于学习和生活中。我们可以利用数学知识解决生活问题，也可以利用数学知识渗透其他学科，促进其他学科学习的开展和进步。高中物理学科中有效利用数学知识解题能帮助学生转换思路，从物理视角和数学视角的双重渗透下准确快速地得到答案，从而在高效学习物理的同时保证数学内容的加强和巩固。高中教师在开展物理力学课程的教学时结合数学方法是提高课堂效率、优化学生学科质量的重要手段。

参考文献：

[1]倪伟凯.试论高中物理学习中掌握数学方法的必要性[J].课程教育研究，2018（5）：177.

[2]陈佳欣.高中物理力学学习中数学方法的应用[J].中国高新区，2018（1）：85.

（作者单位：安徽省凤台县第二中学232101）