高中物理力学问题中对称性的应用初探论文_陈传长

高中物理力学问题中对称性的应用初探论文_陈传长

安徽省宿州市灵璧中学 234200

摘 要:物理力学在高中物理中一直是教学的难点,尤其是对称性的应用。为了帮助学生掌握力学相关知识,通过对物理力学知识进行重点内容教学,对力学中的对称性解题进行相关的分析与解答,完成学生对力学知识点的掌握,实现对学生物理核心素养的培养工作。

关键词:高中物理 力学问题 对称性解题方法

高中物理中有关力学的学习重点在于灵活运用物理知识,要让学生掌握“对称性”核心的难点及答题技巧,从而对知识点进行深度剖析,完成对知识内容的快速分析及解答,进而加强学习质量和对核心知识的灵活运用。通过对力学知识的难点解析,完成初步知识的学习,进而再增加一些难度,对“对称性”问题进行灵活的解题,最终完成高中整体物理学习能力的提升。

一、对称性在高中物理力学问题研究中的积极作用

高中教育是以新课改为前提的教育形式,尤其是高中物理更注重教学方法、解题思维的研究,要求高中学生在学习物理专业的基础上,更要重视其实践能力方面的培养。在多年的教育过程中,力学一直都是高中物理的教学重点,也是知识难点,所以,关于力学的研究课程在高中课程的学习占比较大,教师应不断探索适用于当前学生心智的教学方法,将“对称性”的解题思维、解题方法传授给学生,这样才能降低学生对力学知识学习的难度,提升学生主动参与课堂学习的机会和能力。

二、“对称性”在高中物理力学问题研究中的运用

1.“对称性”在高中物理力学物体质量问题中的合理使用。

在高中物理教学过程中,经常会遇见寻找物体重心的问题,如果所涉及的物体在形状、密度等方面有相关的参数,那么寻找物体重心的题就比较好解决了。如果图形较为规则,物体中心位置基本就是重心所在的位置;如果遇见不规则、不对称图形,即使密度相同,物体的中心与重心也不会在同一位置。这时,就需要利用“对称性”的方法,寻找物体的重心。

2.“对称性”在高中物理力学特殊碰撞问题中的合理运用。

高中物理习题中经常遇到碰撞、摩擦的问题,进而产生物体间相互的作用力。根据高中物理学习的相关定律可知,不同物体相互碰撞,物体间的能量就会发生转移。根据能量守恒定律,可以将物体相互碰撞的类型划分为弹性碰撞与非弹性碰撞。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在弹性碰撞中,物体间相互碰撞但能量没有发生任何变化,也就是常说的物体动能在弹性碰撞时没有转换成其他能量;而非弹性碰撞与弹性碰撞有很大的区别,非弹性碰撞使物体间动能产生变化,在这种情况下,物体的动能会逐渐减少,转化为别的形式的能量,最终使物体内部的动能总量发生变化。当然,还有一种也会发生较为特殊的碰撞,根据物体运动轨迹难以寻找答案,这种情况教师可以引导学生利用“对称性”去解决问题。如:同一水平方向抛出一个球向墙面扔去,球抛出的位置W与水平距离是L,与墙面距离是Y,球与墙发生碰撞后,球的动能依旧不变,掉在了距离墙面3Y的地方,提问,球抛出时的初速度是多少?在解答该问题时,如果只考虑球的运动轨迹,那么计算步骤会很繁冗。换一种考虑方式,利用“对称性”的原理将问题转化成为平抛运动,加之球与墙面碰撞时间较短,球的动能不变,所以,在两者发生碰撞后,球的速度在竖直方向可以认为是自由落体运动,从而引用“对称性”的相关公式得出球抛出时的初速度,这样就能将复杂的问题简单化。

3.“对称性”在高中物理力学抛体运动问题中的合理使用。

在学习物体运动时,物体抛出后,我们惯用的办法是只考虑物体的重力而不考虑其他因素,被抛出物体的运动轨迹可以用“对称性”角度去计算。此外,在计算物体运动时,需要将抛射时的速度与落地速度拟定为一个数值,那么,所需要的时间也是相同的。曲线运动就是抛射运动的一种衍变形式,学生对于这类习题计算更加困难,因为学生的解题思路与题目都会将物理已知内容变得复杂化,这让原本简单的习题变得复杂化。如:球以20m/s的速度向上抛出,不考虑球在运动中所受的空气阻力等,提问,球运动到最高点需要多长时间?在解答这类题目中,很多同学受已知条件的影响,喜欢用方程去解析内容。计算方法是正确的,就是解题步骤繁冗些。在解析这类习题中,教师可以教会学生使用“对称性”的方法,提升学生做题解题的效率,从而轻松应对高考。

三、结束语

在高中物理力学知识中,灵活运动“对称性”可以大大提升做题的效率,也可以将解题的步骤变得简单。高中物理教师应该就“对称性”知识为学生进行更加仔细的梳理,为学生灌输“对称性”思想,培养学生学习物理的兴趣,通过不断的学习与探究,为学生搭建一套属于自身的学习规律和方法,提升学生对物理内容的运用程度,将复杂的问题简单化,以此来提升学生做题的效率。

参考文献

[1]赵炳睿 高中物理力学问题中对称性的应用研究[J].中国校外教育,2019,(04):71。

[2]宋一鸣 探析“对称性”在高中物理力学问题中的效用[J].农家参谋,2017,(16):67。

论文作者:陈传长

论文发表刊物:《素质教育》2019年7月总第313期

论文发表时间:2019/6/12

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