淺議巧用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理教學(xué)中的問(wèn)題

賈旭紅

摘 要：物理是一門基礎(chǔ)的自然學(xué)科，在生活當(dāng)中應(yīng)用非常廣泛，涉及內(nèi)容非常多。在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程當(dāng)中，和數(shù)學(xué)知識(shí)的聯(lián)系非常緊密，經(jīng)常要用到數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)解決物理問(wèn)題。教師在平時(shí)的訓(xùn)練過(guò)程當(dāng)中，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)，加強(qiáng)數(shù)學(xué)知識(shí)在物理課程當(dāng)中的應(yīng)用，如不等式、比例、函數(shù)圖像等數(shù)學(xué)知識(shí)，一定能夠取得意想不到的教學(xué)效果。對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的物理邏輯思維能力有著非常好的作用，為他們進(jìn)一步學(xué)習(xí)奠定良好的理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：物理教學(xué)；數(shù)學(xué)知識(shí)；科學(xué)應(yīng)用

中圖分類號(hào)：G63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-9132（2018）35-0101-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2018.35.063

學(xué)生在物理學(xué)習(xí)的過(guò)程中，離不開(kāi)數(shù)學(xué)知識(shí)的支撐，只有掌握了和物理知識(shí)相關(guān)聯(lián)的數(shù)學(xué)知識(shí)，才能幫助學(xué)生順利地解決物理問(wèn)題。由于數(shù)學(xué)和物理這兩門學(xué)科分科教學(xué)的影響，學(xué)生在運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題的過(guò)程中，不能很好地運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)，或者說(shuō)不能靈活地運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題，造成學(xué)生在學(xué)習(xí)物理中遇到了不少難以解決的問(wèn)題?，F(xiàn)對(duì)初中物理學(xué)習(xí)中遇到的一些問(wèn)題，探討巧用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題的方法。

一、巧用數(shù)學(xué)公式解決物理問(wèn)題

在物理教學(xué)過(guò)程當(dāng)中，很多公式和數(shù)學(xué)課中的公式大致是一致的，其解決問(wèn)題的思維邏輯是相似的。在解決物理問(wèn)題的過(guò)程中，學(xué)生只要弄明白物理公式中的每一個(gè)字母特定的含義和指向，就能捋清解決問(wèn)題的思維邏輯。如果不能準(zhǔn)確理解每個(gè)字母的物理含義，遇見(jiàn)題中的數(shù)字，不管三七二十一，就套在公式里邊進(jìn)行計(jì)算，不但不能解決問(wèn)題，還會(huì)把學(xué)生引入歧途。例如在計(jì)算這樣一道物理計(jì)算題：把一個(gè)質(zhì)量為7.9 kg的正方體鐵塊，放在面積為0.79m2的水平桌面上，求鐵塊對(duì)桌面的壓強(qiáng)。許多同學(xué)在初學(xué)壓力壓強(qiáng)時(shí)，不能很好地理解題目當(dāng)中的每句話的意思，每個(gè)句子數(shù)字所代表的意義，就機(jī)械地套用公式計(jì)算，這樣就出現(xiàn)了諸多錯(cuò)誤。學(xué)生出現(xiàn)了想當(dāng)然的邏輯錯(cuò)誤以后，教師就要引導(dǎo)學(xué)生找到錯(cuò)誤的原因，然后科學(xué)地去解決問(wèn)題。其實(shí)認(rèn)真想一下就會(huì)發(fā)現(xiàn)，7.9kg的正方體鐵塊，放在面積為0.79m2的水平桌面上時(shí)，與桌面的接觸面積不可能是0.79m2。此題解決問(wèn)題的關(guān)鍵在于當(dāng)鐵塊放在桌面上時(shí)，鐵塊和桌面的接觸面積到底多大，如何計(jì)算這個(gè)面積才是問(wèn)題的關(guān)鍵。這道題清楚地告訴學(xué)生是正方體鐵塊，那么學(xué)生就要利用數(shù)學(xué)知識(shí)，正方體體積是邊長(zhǎng)的立方，首先把正方體的邊長(zhǎng)求出來(lái)，這樣問(wèn)題就迎刃而解了。鐵塊和桌面的接觸面積是鐵塊的一個(gè)表面，即為正方體的邊長(zhǎng)的平方，這樣正方體鐵塊和桌面的接觸面積就求出來(lái)了，那么這道物理題就能夠進(jìn)行下一步的計(jì)算了。這個(gè)題目告訴我們，解決物理問(wèn)題，首先要認(rèn)真讀題，還要注意公式中每個(gè)字母所代表的物理意義，如上題中的s是指物體與支持物接觸的面積，這個(gè)面積有時(shí)與支持物面積相等，有時(shí)又不相等。其次，要認(rèn)真審題，清晰地展現(xiàn)物理過(guò)程，并將所給物理量與公式中的字母一一對(duì)應(yīng)，以幫助我們將籠統(tǒng)的公式和具體的物理問(wèn)題相聯(lián)系，然后再進(jìn)行定量計(jì)算。

二、利用不等式解決物理問(wèn)題

不等式是數(shù)學(xué)知識(shí)中的一塊小小的知識(shí)，在生活當(dāng)中應(yīng)用非常廣泛，同樣也能夠利用不等式來(lái)解決物理問(wèn)題。比如說(shuō)在物理教學(xué)過(guò)程當(dāng)中，讓學(xué)生求凸透鏡的焦距的取值范圍時(shí)，就是利用了數(shù)學(xué)不等式的知識(shí)來(lái)解決物理問(wèn)題。物理教學(xué)中，經(jīng)常會(huì)根據(jù)一定條件求凸透鏡的焦距的取值范圍，對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)確實(shí)有一定的困難，如果科學(xué)的運(yùn)用不等式的知識(shí)來(lái)解這類問(wèn)題，問(wèn)題就化難為易了。例如：某同學(xué)將一支點(diǎn)燃的蠟燭放在距凸透鏡15cm處時(shí)，在光屏上得到一個(gè)縮小的像，當(dāng)蠟燭距透鏡9cm時(shí)，在光屏上得到一個(gè)放大的像，試求凸透鏡的焦距的取值范圍。 解決這道題的關(guān)鍵在于根據(jù)題目給出的物距值，根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，結(jié)合所給像的性質(zhì)找到對(duì)應(yīng)的透鏡成這樣的像時(shí)物距與焦距的關(guān)系，即凸透鏡成倒立縮小的實(shí)像時(shí)u> 2f，成倒立放大實(shí)像時(shí)f

三、利用比例來(lái)解物理問(wèn)題

數(shù)學(xué)課本里的比例問(wèn)題，學(xué)生從小學(xué)就開(kāi)始學(xué)習(xí)了，也就是說(shuō)比例問(wèn)題學(xué)生在數(shù)學(xué)課本當(dāng)中成系統(tǒng)地進(jìn)行了學(xué)習(xí)。那么在物理課程的學(xué)習(xí)中，學(xué)生就能夠很好地利用比例來(lái)解決物理問(wèn)題。在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程當(dāng)中，用比例式建立起未知量和已知量之間的關(guān)系，再利用比例性質(zhì)來(lái)計(jì)算未知量。這樣復(fù)雜的問(wèn)題就簡(jiǎn)單化了，解決問(wèn)題就輕而易舉了。比例法解題在許多情況下是很簡(jiǎn)單的，只要比量的單位相同就可求解，不必統(tǒng)一為國(guó)際單位。例如：小明用桿秤稱一條魚的質(zhì)量，當(dāng)桿秤在水平位置平衡時(shí)，秤砣拉線正好壓在2kg的刻度線上，利用手邊的測(cè)量工具，可以估測(cè)秤砣的質(zhì)量大約是多少？解決這道題的關(guān)鍵是杠桿的平衡條件。首先利用刻度尺測(cè)量出OA和OB長(zhǎng)度，即力臂大小，又知道魚的質(zhì)量，再利用杠桿平衡條件求解估測(cè)。

四、利用數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想來(lái)解物理問(wèn)題

在物理中常采用數(shù)學(xué)圖像方法，把物理現(xiàn)象與物理知識(shí)之間的關(guān)系表示出來(lái)，如質(zhì)量與體積的關(guān)系；溫度與時(shí)間表示物態(tài)變化中晶體的熔化、液體的沸騰變化；電流、電壓和電阻的關(guān)系圖像等。這種圖像法，在具體的教學(xué)過(guò)程中，能給學(xué)生直觀、形象、簡(jiǎn)捷和概括力強(qiáng)的印象，它能將物理情景、物理過(guò)程、物理狀態(tài)以直觀的方式呈現(xiàn)在學(xué)生面前。其實(shí)，這種只是直觀的教學(xué)方法，是很多學(xué)科都采用的一種教學(xué)方法，它能夠給學(xué)生直觀的視覺(jué)刺激，能夠給學(xué)生直觀的大腦印象。所以在物理教學(xué)當(dāng)中，大力應(yīng)用就能夠很好地提高教學(xué)效率。

總之，很多的物理應(yīng)用題的解決，離不開(kāi)數(shù)學(xué)知識(shí)。學(xué)生要順利地解決物理問(wèn)題，就必須對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)達(dá)到融會(huì)貫通，方能靈活運(yùn)用。因此物理教師和數(shù)學(xué)教師經(jīng)常溝通，讓兩門學(xué)科互相貫通，在彼此的學(xué)習(xí)當(dāng)中互相成長(zhǎng)。所以加強(qiáng)數(shù)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)，是學(xué)好物理的關(guān)鍵一步。各門學(xué)科知識(shí)的互相貫通，能夠很好地培養(yǎng)學(xué)生的綜合思維能力，能夠?yàn)樗麄儗?lái)很好的發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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