关键词：对称性；物理力学；效用
引言：高中物理中的力学板块虽然是物理教学中的难点，但并不是没有应对之策，通过对高中物理力学板块进行研究和总结，发现“对称性”解题方法不仅实用性强，而且应用的范围较广。将“对称性”解题方法研究透彻，对明确解题思路、提高解题效率，提高物理学习成绩具有较大的帮助。
一、“对称性”在高中物理力学问题中的重要意义
随着素质教学理念的深入推进和落实，各个学校在教学观念以及教学方法中具有较大的变化。在物理课程中，不能按照传统的学习方法学习物理知识，而是要分析物理学习的方法，找到适合自己的解题方法和思路[1]。力学板块是物理学习中难度较大的板块，在学习这部分知识和内容时，若不能灵活的运用解题方法，会导致学生越学越吃力。而“对称性”的应用，能够使学生找出力学部分学习的突破口，对力学不同的知识点进行总结，整理出适合运用“对称性”方法解题的力学习题[2]。在对习题进行归纳和总结中的过程中，学生的学习印象得到了强化，同时也锻炼了分析物理习题的能力。学生学习物理力学知识之所以较为苦难，主要是没有养成分析物理习题的能力，通过“对称性”解题方法的应用，学生能够在实际的习题练习中锻炼独立思考以及分析的能力，对学习物理学习具有较大的帮助。
二、将“对称性”融入到力学问题中的方法
（一）质量分布不均问题中对称性运用分析
高中物理力学中质量分布不均问题在物理习题中经常出现，学生在解决此类问题时，可应用“对称性”解题方法解决此类问题。学生在解题之前，需要对此类型的习题进行分析，明确习题中物体受到的外力以及力矩的对称条件，同时重点研究物体的重心位置，观察习题中物理的形状是否对称、质量分布是否均匀。若满足上述条件，则可判定其重心是几何中心；若习题中给出的几何图形是规则的图形，但是并不对称，若想确定该几何图形的重心位置，需要对几何图形进行拼接、互补，将其转变为具有对称性的几何图形，之后应用“对称性”解题方法能够快速的找出问题的答案[3]。由此可见，对于质量分布不均问题应用“对称性”解题方法，是最直接、最有效的。若沿用传统的方法解决此类问题，会浪费学生较多的时间，同时繁琐的解题过程会扰乱学生的思绪，进而增加出错的几率。因此，学生在遇到质量分布不均的物理习题时，可第一时间应用“对称性”解题方法，提高解题的效率。
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（二）抛体运动的对称性运用分析
抛体运动是力学学习中的一个难点，在解决抛体运动此类的习题时，需要考虑抛体的运行轨迹，通过力学公式进行推导和演算。但是由于抛体运动中物体的运行轨迹并不容易掌握，因此按传统的解题思路较为困难。基于此，可运用对称性解题方法来解决此题，将抛体运动看做是两个对于最高点的竖直直线对称的两个平抛运动。运用“对称性”的应用使此类问题清晰化，为解题者提供明确而又简便的解题思路。
例如，在水平地面上，抛出两个运动速度相同的球A和球B，两球的抛出角度不同，但射程相同。球A的运行时间明确给出为TA，求此题中球B的运行时间。
解决此题中，若应用传统的解题方法，考虑的因素较多，需要用到较多的力学公式推算球B的运行时间。此时，转换解题思路，应用“对称性”方法解此问题，将抛体运动简单化，能够快速的找出问题的答案。
（三）特殊碰撞问题中的对称性的运用分析
特殊碰撞分为弹性碰撞以及非弹性碰撞两种，在物理力学习题中出现的碰撞问题是上述两种碰撞类型的融合，加大了习题的难度。弹性碰撞遵循机械能守恒以及动能守恒定律，在碰撞的过程中动能没有任何损失；而非弹性碰撞与之相反。在做此类型的题目时，可将“对称性”解题方法融入其中，利用公式，找到问题的答案[3]。比如，一种小质量的物体与一种大质量的物体发生碰撞时，小质量的物质会发生弹射，因此就会形成对称关系，即对称角和反射角相对应，找出解题的切入点之后，题目也就变得简单。若仍采用传统的解决方法，需要对物体的运行轨迹加以分析，再通过公式的演算得出答案。传统的解题方法不仅步骤繁多，应用的公式也较多，无疑使原本简单的问题变的复杂，白白浪费学生的时间。
三、生活中物理对称性的存在
日常生活当中，若细心观察，可发现物理力学痕迹，将生活中出现的物理力学问题通过“对称性”方法解决，能够使学习到的知识得以实际的应用，使学生对力学学习的兴趣度更加浓厚。比如，在生活中镜子是应用平面镜成像的对称性使人们在镜子中看到另一个自己；时钟钟摆的运动轨迹具有对称性[4]。生活中对称性处处存在，只有留心观察，就能够发现生活中的物理知识的存在。物理知识的学习不仅仅是为了提高学习成绩，而是通过对物理知识的学习和了解，解决生活中的问题将会更有意义，也会使物理学习变得更有乐趣。因此，在学习物理力学知识的过程中，善于发现力学学习中的乐趣，进而增强学习的动力，使物理学科中力学不再是难以突破的难点。
结论：物理力学学习中，找到正确的解题方法并且能够灵活的运用此解题方法就意味着成功了一半。“对称性”解题方法在物理科学中是较为实用的解题方法，但是部分学生并没有真正的掌握正确的运用方法，不清楚“对称性”在物理力学中的应用范围。文章对“对称性”的应用范围进行了简单的阐述，同时通过几个物理习题来阐述“对称性”的应用方法，希望能够对学生物理力学提供解题思路。文章对于“对称性”在物理力学中的应用阐述的并不透彻，希望专业人士提出宝贵的建议。
参考文献
[1]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.
[2]高琛泽.如何应用对称性分析高中物理力学问题[J].中国校外教育,2016(34):103.
[3]吴晟.新课标理念下提高高中物理力学教学质量的几点思考[J].中国校外教育,2014(15):85.
[4] 王文滔，杨旭.对称性在物理解题中的应用[J].衡阳师范学院学报（自然科学），2015（06）：126-128.
论文作者:姚力
论文发表刊物:《科技中国》2018年1期
论文发表时间:2018/7/18
标签：对称性论文; 力学论文; 物理论文; 方法论文; 习题论文; 学生论文; 高中物理论文; 《科技中国》2018年1期论文;