高中物理力學問題中對稱性的應(yīng)用研究

摘 要：在高中物理課程教學中，為能夠使整體課程教學得到滿意的效果，需要有效開展各個方面的教學，而力學問題就是其中比較重要的一個方面，也是高中物理課程中的重點內(nèi)容。在目前高中物理力學問題的教學中，對稱性的應(yīng)用對于力學問題的解決十分有利，因而教師需要合理應(yīng)用對稱性開展教學，并且使學生掌握這一方法，幫助學生更好解決這類問題，實現(xiàn)其物理知識水平的提升，促使學生的更好發(fā)展。

關(guān)鍵詞：高中物理;力學;對稱性;應(yīng)用

一直以來，在高中物理課程的教學中力學問題都是重點內(nèi)容，在整個高中物理中都占據(jù)重要地位，因而對于力學知識進行有效教學也就十分重要。在高中物理力學知識的教學中，必要任務(wù)就是讓學生能夠解決力學問題，而力學問題有效解決需要對合理的方法進行應(yīng)用，對稱性就是其中比較有效的一種。本文針對高中物理力學問題中對稱性的應(yīng)用分析，以更好開展力學知識的教學，使學生更好解決力學問題。

一、對稱性在高中物理力學問題中應(yīng)用的作用

在高中物理課程教學中，力學部分一直以來都是整個物理課程教學中的重點，也是學生學習中的難點，由于這一方面的問題所涉及到的知識點比較多，并且很多問題都比較復(fù)雜，因而學生學習力學知識及解決力學問題方面往往都會感覺比較困難，此時也就需要對科學合理的方法進行應(yīng)用。在當前高中物理中的力學問題解決方面，可以運用的方法比較多，并且不同的方法所具有的有點也有所不同，而對稱性方法就是其中比較重要的一種。在高中物理中能夠力學問題的解決方面，通過對稱性方法的利用，可使比較復(fù)雜的一些問題簡單展示出來，并且也能夠使學生對物體的運動過程中更好理解，這樣一來也就能夠?qū)⒘W問題更好解決。另外，在力學問題的解決過程中，對稱性方法的應(yīng)用能夠改變解決力學問題的傳統(tǒng)方法中單純進行計算的方式，可利用特定的工具及圖形展示出物體運動中的對稱性，也就能夠使學生更清楚的認識物理問題，從而利用圖形及計算將物理力學問題較好解決，有利于幫助學生對物理知識靈活運用，實現(xiàn)學生物理知識水平的有效提升，滿足這一部分知識的教學要求，實現(xiàn)學生的更理想發(fā)展。

二、高中物理力學問題中對稱性方法的具體應(yīng)用

2.1對稱性方法在拋體運動問題中的應(yīng)用

在高中物理的力學問題中，拋體運動問題屬于十分重要的一種，并且也是學生比較容易出錯的一種。就目前高中物理中的拋體運動而言，比較常見的包括兩種類型，分別為豎直上拋運動與斜拋運動。其中，對于豎直上拋運動而言，相對比較簡單，利用傳統(tǒng)的計算方式也能夠解決，具體而言就是將其分為兩個過程，即物體向上運動的過程與物體下落的過程，但是這種方式比較耗費時間，需要大量計算，且很容易出現(xiàn)錯誤，而通過對稱性方法的應(yīng)用，可將運動的整個運動過程看作相互對稱的兩個部分，這樣也就能夠依據(jù)對稱圖形的解決方法找出相相對稱的點，進行計算，從而將問題解決。而對于斜拋運動，其運動軌跡可以看作拋物線，以物體運動最高點作為拋物線頂線，可畫出拋物線圖形，從而可依據(jù)拋物線解決相關(guān)的問題，也就能夠使問題的解決效率得以有效提升，進而使這一部分知識的教學能夠得到滿意的效果。

2.2對稱性方法在碰撞運動問題中的應(yīng)用

在高中物理的力學問題中，除拋體運動之外，碰撞運動問題也是其中比較重要的一個方面，這一問題所涉及到的知識點比較多，包括受力分析、能量守恒與動量守恒等方面的知識，因而很多學生在對這一方面問題的學習中很容易有感覺到困難。在以往解決這一類問題的過程中，需要學生對碰撞的整個過程進行逐步分析，相對比較繁瑣，耗費的時間及精力都比較多。而通過對對稱性方法的應(yīng)用，可將物理碰撞的過程看作相互對稱的圖形，兩個物體在相互碰撞的過程中存在很多相同之處，通過計算其中比較關(guān)鍵的一些點，也就能夠分析出物體碰撞的整個過程，從而將有關(guān)的問題有效解決，提高這一類問題的解決效率，促使學生掌握這一類問題的解決方式及方法，最終得到滿意的教學效果，實現(xiàn)教學最終目標。

2.3對稱性方法在質(zhì)量分布問題中的應(yīng)用

在高中物理的力學問題的教學中，還有比較重要的一個部分就是質(zhì)量分布方面的問題，這類問題所涉及到的主要重心位置的確定，對于這一類問題也能夠利用對稱性方法將其有效解決。這一方面的問題，主要包括兩種類型，一種就是質(zhì)量及形狀均比較均勻的一些物體，這一類物體可將其作為軸對稱圖形將其解決，這種形狀的物體的重心就是幾何圖形的中心。另外一種類型就是形狀不均勻而質(zhì)量分布比較均勻的一些物體，對于這類物體而言，其重心的確定，可利用割補結(jié)合的方法將其拼成軸對稱圖形，在此基礎(chǔ)上進行重心的確定，也就能夠很容易將重心找出，使這一類問題得以有效解決。

三、結(jié)語

在當前高中物理課程的教學中，對于教學質(zhì)量的要求也不斷提高，需要教師有效開展各個方面的教學，而力學問題的教學就是其中比較重要的一個方面，需要教師及學生對這一方面加強重視。在這一問題的教學中，為能夠使力學問題得到有效解決，需要對有效的方法進行運用，而對稱性方法就是比較有效的一種。因此，物理教師需要指導學生合理應(yīng)用對稱性方法解決力學問題，使力學問題的解決得到滿意的效果，實現(xiàn)學生對物理知識的更好學習。

參考文獻

[1]張宏光.高中物理力學問題中對稱性的應(yīng)用研究[J].課程教育研究，2019（42）：206.

[2]趙炳睿.高中物理力學問題中對稱性的應(yīng)用研究[J].中國校外教育，2019（04）：71+74.

[3]宋一鳴.探析“對稱性”在高中物理力學問題中的效用[J].農(nóng)家參謀，2017（16）：67.

作者簡介：盛捷，男，1979年9月，漢，江蘇宜興，本科，中學一級教師，研究方向：高中物理教學，