数学方法在高中物理教学中的应用

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高中物理数学化教案

高中物理数学化教案

高中物理数学化教案引言:在高中物理教学中,数学化的教学方法被广泛应用。

通过运用数学工具和方法,可以更好地理解和解决物理学中的问题。

本教案将重点介绍在高中物理教学中如何将数学与物理相结合,提高学生的学习效果和兴趣。

一、教学目标:1. 理解物理学中的基本概念和定律,并能够将其用数学语言表示。

2. 掌握常用的数学工具和方法,如导数、积分等,在解决物理问题时能灵活运用。

3. 培养学生的物理思维和创造力,能够独立分析和解决物理问题。

二、教学内容和步骤:1. 引入物理概念并建立数学模型:在开始教授每个物理概念之前,先介绍相关的数学概念和方法,为后续学习打下基础。

例如,在讲解运动学时,引入直线运动的位置-时间关系,建立数学模型,学生通过画图和写出相关公式来描述运动过程。

这样的引入将帮助学生更好地理解物理概念,并培养他们运用数学思维解决问题的能力。

2. 运用数学方法解决物理问题:在学习物理定律和规律时,通过数学方法进行分析和求解,让学生感受到数学对于物理问题解决的重要性。

例如,在学习牛顿第二定律时,可以引入力与加速度的关系式,并结合具体问题进行数学求解。

这样的教学方法将帮助学生更好地理解物理规律,并培养他们运用数学工具解决实际问题的能力。

3. 做物理实验与数据处理:在进行物理实验时,引入数学方法进行数据的处理和分析。

教师可以向学生展示一组实验数据,要求学生绘制图表、计算平均值和标准差等,通过数学手段分析实验结果。

这样的实践将帮助学生将数学与实际应用相结合,培养他们的实验设计和数据处理能力。

4. 数学建模与物理问题解决:通过设计一些复杂的物理问题,要求学生利用所学的数学知识进行建模和求解。

例如,让学生设计一个简单的摆锤问题,并用数学方程描述其运动轨迹和周期。

这样的实践将培养学生将数学运用于实际问题的能力,提高其对物理的深入理解。

三、教学评价和反馈:在教学过程中,教师可以通过课堂练习、小组合作等形式进行教学评价,检查学生对数学化教学的理解和掌握程度。

分析在高中物理教学中怎样应用数学思想与方法

分析在高中物理教学中怎样应用数学思想与方法

分析在高中物理教学中怎样应用数学思想与方法一、数学语言的应用物理学中有许多概念是需要通过数学语言来描述的,例如速度、加速度、质量等。

在高中物理教学中,教师可以通过数学语言来让学生更准确地理解这些概念。

例如,在讲解速度时,可以用速度=位移÷时间的公式来帮助学生理解速度的含义。

这样,学生可以通过数学语言更好地理解物理现象,更准确地理解物理公式的含义。

在高中物理教学中,数学方法广泛应用于求解物理问题。

例如,在讲解力学中,教师可以通过牛顿第二定律的公式F=ma来教授学生如何用数学方法求解力和加速度的关系。

在介绍电学中,教师可以教授学生如何使用欧姆定律来计算电流和电阻的关系。

这些数学方法可以让学生更好地理解物理公式和物理现象。

物理学中的许多现象都可以用数学模型来描述。

例如,在力学中,质点的运动可以用运动学公式来描述。

在光学中,光线的运动可以用几何光学的原理来描述。

在高中物理教学中,教师可以通过这些数学模型来让学生更好地理解和掌握物理定律和物理现象。

在高中物理教学中,教师还可以借助计算器、电脑等数学工具来教授学生物理学中的数学知识。

例如,在讲解热学中,可以用计算器来计算物体的热容和热量。

在讲解电学中,可以用电脑进行电路仿真实验,来让学生更好地理解电路中各元件之间的关系。

通过这些数学工具的应用,学生不仅可以更快地得到答案,还可以更好地理解物理公式和物理现象。

总之,在高中物理教学中,数学思想和方法是不可或缺的。

数学是物理学的基础,只有通过数学思想和方法,才能更好地理解和掌握物理学中的知识和技能。

因此,教师应该注重在教学中应用数学思想和方法,以帮助学生更好地理解和掌握物理学中的知识。

浅议数学方法在高中物理教学中的灵活应用

浅议数学方法在高中物理教学中的灵活应用

浅议数学方法在高中物理教学中的灵活应用作者:吕春江来源:《魅力中国》2018年第13期摘要:数学思想就是指现实世界的空间形式和数量关系反映到人的意识之中,经过思维活动而产生的结果,是对数学知识和方法的本质及规律的理性认识。

它是数学思维的结晶和概括,是解决数学问题的灵魂和根本策略。

关键词:数学思想;数理结合;物理规律数学思想方法是物理研究和解题中必不可少的重要方法之一。

数学作为工具学科,其思想、方法和知识始终渗透、贯穿于整个物理学习和研究的过程中,为物理概念、定律的表述提供简洁、精确的数学语言,为学生进行抽象思维和逻辑思维推理提供有效的方法,为物理学中的数量分析和计算提供有力的工具。

数学作为工具学科,其思想、方法和知识始终渗透、贯穿于整个物理学习和研究的过程中,为物理概念、定律的表述提供简洁、精确的数学语言,为学生进行抽象思维和逻辑思维推理提供有效的方法,为物理学中的数量分析和计算提供有力的工具。

高中物理教学大纲中“培养学生运用数学处理物理问题的能力”的要求是:学生能理解公式和图像的物理意义,能运用数学进行逻辑推理,得出物理结论,要学会用图像表达和处理问题;能进行定量计算,也能进行定性和半定量分析。

要实现上述目标,必须在物理教学中注重数理结合。

本文从中学物理教学中常用科学方法之一的数学方法入手,在理论研究的指导下,立足实际,服务教学。

借助数学方法可使一些复杂的物理问题趋与直观易懂,显示出明显的规律性。

一、运用数理结合进行物理概念和物理规律的教学物理概念是对物理现象的概括,是从个别的物理现象、具体过程和状态中抽象出的具有相同本质的物理实体。

它反映的是物理现象的本质属性,是构成物理知识的最基本的单位。

在教学中必须让学生准确理解物理概念的内涵和外延。

学生形成物理概念一般要经历认知定向、找出本质属性、进行抽象思维和深入理解概念的过程。

在抽象出一类物理现象和物理过程的共同特征和本质属性之后,用简洁的文字语言、数学式子或图表表达物理概念。

分析在高中物理教学中怎样应用数学思想与方法

分析在高中物理教学中怎样应用数学思想与方法

分析在高中物理教学中怎样应用数学思想与方法在高中物理教学中,数学思想与方法的应用非常重要。

数学与物理的关系非常密切,数学所提供的思维方式和方法可以帮助学生更好地理解和应用物理概念。

在物理问题的建模方面,数学思想可以帮助学生把物理实际问题转化为数学模型。

物理问题通常涉及到一些量和其相互关系,通过运用数学的符号和方程式,可以将实际问题抽象成多个数学模型。

物体的运动问题可以通过数学中的速度、加速度等概念进行建模;电路问题可以通过数学中的电压、电流、电阻等概念进行建模。

通过建立数学模型,学生可以更清楚地认识物理问题的本质,并能够利用数学方法解决问题。

在物理问题的求解方面,数学方法可以帮助学生分析和解决各种复杂的物理问题。

物理问题往往涉及到一系列的数学计算和推导。

通过数学方法,学生可以使用代数、几何、微积分等工具进行计算和推导,从而求解物理问题。

在力学中,学生可以应用数学中的物体的受力分析和牛顿定律,通过力的合成和分解、图像法等数学方法来求解物体的运动问题。

在光学中,学生可以应用数学中的三角函数,通过光的折射和反射的定律以及成像规律等数学方法来求解光学问题。

在物理实验的数据处理和分析中,数学方法也起着重要作用。

物理实验是物理学学习的重要环节,通过实验可以帮助学生观察和实践,加深对物理概念的理解。

而实验数据的处理和分析,则需要应用数学的统计学方法。

学生可以通过数学的均值、标准差、回归分析等方法来处理实验数据,从而得出准确的实验结果和结论。

高中物理教学中的数学思想与方法的应用是不可或缺的。

通过数学思维方式和数学方法的引导,可以帮助学生更好地理解和应用物理概念,加深对物理问题的认识,并且能够更准确地解决物理问题。

教师在教学中应该注重培养学生的数学思维能力和数学方法的应用能力,通过数学和物理的有机结合,促进学生的综合素质的全面提升。

探究数学在物理中的应用的研究

探究数学在物理中的应用的研究

探究数学在物理中的应用的研究摘要:在高中物理课的学习中,将数学知识应用在物理课中,是研究物理学的有力工具,这是由于在物理课的实验测量和计算过程中,都离不开数学知识的应用。

而数学作为教学工具,需要在物理知识的应用中做到和物理现象内容的统一,才能确保学生学会运用所学的数学知识解决物理问题,以此实现学生对物理知识的充分掌握。

关键词:数学;物理;高中;应用引言:物理课是一门以实验为主的学科,但由于物理知识和相应的规律具有抽象性的特点。

因此,在物理教学中,借助数学的逻辑推理能力和运用成果,能够使学生更好地掌握物理知识点,这对提高物理教学质量具有十分重要的推动意义。

一、数学对物理学研究的作用(一)能够用简洁的方式描述物理规律在众多知识学科中,数学知识在人们的日常生活中运用最为广泛,通过数学知识能够更好地输出具有深刻内涵的物理概念和规律,这也使得在物理学中应用数学知识,可以给物理教学提供最为有效的概念与公式表达方式,以此最大限度地降低学生学习物理知识的难度。

(二)能够为分析和解决物理问题提供计算工具高中物理和初中物理不同,高中物理的相关问题已经从初中定性的物理问题转变为定向的物理问题研究。

因此,高中物理中的概念和规律等呈现出数据量的增加,为了更好地使高中生对物理知识进行精准地掌握,通常将数学方法应用在高中物理教学中,可以为物理知识的学习提供必要的计算帮助。

(三)能够提供科学抽象的手段,促进物理规律的建立数学方法属于推理和论证的方式,具有一定的抽象性特点,因此,在物理实验中借助实验数据等方式,能够做到对物理知识的推导证明以及归纳总结。

[1]但由于物理规律和物理概念的建立离不开数学方法,所以学生在学习物理概念和规律时,需要借助分析和解决数学知识点的方式,才能实现对物理知识的掌握。

二、数学在物理中的应用分析(一)借助数学知识帮助学生理解物理概念对于高中物理知识而言,部分知识点通常需要使用到数学中的知识进行表示,常见的有公式或者规律等。

数学知识在高中物理题中的运用研究

数学知识在高中物理题中的运用研究

数学知识在高中物理题中的运用研究【摘要】本文研究了数学知识在高中物理题中的运用方式。

通过具体分析数学在力学、电磁学、光学和热学题中的应用,揭示了数学与物理的紧密关联。

数学知识在力学中用于计算力的大小和方向,在电磁学中用于求解电场和磁场分布,光学中用于光的折射和反射计算,热学中用于热能转化和热传导分析。

数学作为物理学学习的基础,对高中物理学习至关重要。

在未来研究中,可以深入探讨数学与物理之间更深层次的联系,进一步提高学生对物理学习的理解和应用能力。

通过数学知识在物理问题中的运用,可以帮助学生更好地理解物理规律,进而提高物理学习的效果。

【关键词】高中物理题、数学知识、运用方式、力学、电磁学、光学、热学、重要性、未来展望1. 引言1.1 研究背景数学和物理作为两门密切相关的学科,在高中阶段的学习中都扮演着至关重要的角色。

很多学生在学习物理时常常感到困惑和困难,部分原因就是因为他们没有充分理解数学知识在物理题中的运用方式。

在高中阶段的物理学习中,学生往往需要运用数学知识解决各种力学、电磁学、光学、热学等领域的问题。

由于数学知识和物理知识构成了一种崭新的知识体系,学生往往难以将二者有效结合起来,导致学习效果不佳。

本研究旨在探讨数学知识在高中物理题中的运用方式,深入分析数学在不同物理学科中的具体应用,从而帮助学生更好地理解和掌握物理知识,提高其学习成绩。

通过研究数学对物理学习的重要性,为未来的教学提供更有价值的参考。

1.2 研究目的研究目的是探讨数学知识在高中物理题中的运用方式,分析数学知识在不同领域的具体应用情况,深入研究数学对高中物理学习的重要性。

通过对数学知识在物理学习中的作用进行剖析,可以帮助学生更好地掌握物理学习内容,提高学习效率和成绩。

本研究还旨在为未来的教学方法和学习策略提供参考,促进高中物理教学的进步和发展。

通过对数学知识在高中物理题中的运用研究,可以深化对物理学科的理解和应用,拓展学生的学科视野,培养学生的综合能力和创新思维。

高中物理中的数学建模教学方法

高中物理中的数学建模教学方法

高中物理中的数学建模教学方法引言:在高中物理教学中,数学建模是一种重要的教学方法,它能够帮助学生将抽象的数学概念与实际问题相结合,培养学生的逻辑思维和解决问题的能力。

本文将探讨高中物理中的数学建模教学方法,旨在帮助教育者更好地设计引人入胜且内容丰富的学习材料。

一、数学建模的概念和意义数学建模是将数学知识应用于实际问题的过程,通过建立数学模型来描述和解决实际问题。

数学建模能够培养学生的实际应用能力和创新思维,提高他们的问题解决能力和数学素养。

二、数学建模在高中物理教学中的应用1. 引入实际问题:在教学中引入与学生生活相关的实际问题,激发学生的学习兴趣和求知欲望。

例如,通过讨论汽车行驶过程中的速度与时间的关系,引导学生思考与物理相关的数学模型。

2. 建立数学模型:引导学生分析实际问题,提取关键信息,并将其转化为数学符号和方程。

例如,通过分析自由落体运动,学生可以建立高度与时间的二次函数模型,进而解决相关问题。

3. 解决问题:通过数学建模,学生能够运用所学的数学知识解决实际问题。

教育者可以设计一系列与数学建模相关的练习和案例,帮助学生巩固知识并提高解决问题的能力。

三、数学建模教学的策略和方法1. 融合课程内容:将数学建模与物理课程内容相结合,使学生能够将所学的数学知识应用于物理问题的解决。

例如,在讲解牛顿第二定律时,可以引导学生通过建立力与加速度的关系模型,解决相关问题。

2. 实践与探究:鼓励学生进行实践和探究,通过实验和观察收集数据,并运用数学建模进行分析和解决问题。

例如,在学习光的折射定律时,可以设计实验让学生测量光线在不同介质中的折射角,并通过建立数学模型验证定律。

3. 多元化教学资源:教育者可以利用多种教学资源,如教科书、在线课程和讲义等,为学生提供丰富的学习材料。

通过引入实际案例和应用题,激发学生的学习兴趣和思维能力。

四、数学建模教学的评估和反馈1. 评估方式:教育者可以设计一系列与数学建模相关的评估任务,如解答问题、建立模型和分析数据等。

浅谈高中物理教学与数学知识的融合

浅谈高中物理教学与数学知识的融合

浅谈高中物理教学与数学知识的融合一、课程设置高中物理课程要求学生具备一定的数学基础,这为物理知识和数学知识的融合奠定了基础。

在物理课程设置中,应该融入与数学相关的内容,使学生在学习物理的过程中能够运用数学知识分析和解决问题。

在动力学的教学中,可以引入复变函数、微分方程等数学工具,帮助学生理解和应用牛顿运动定律;在电磁学的教学中,可以引入矢量、矩阵等数学工具,帮助学生理解和应用麦克斯韦方程等物理定律。

通过这样的课程设置,可以增强学生对物理学习的兴趣,提高学习效果。

二、教学方法与传统的物理教学相比,融合数学知识的物理教学需要教师运用多种教学方法来激发学生的学习兴趣和培养他们的数学思维。

在讲授物理概念和定律的过程中,教师可以引导学生通过数学推导和分析来理解物理规律。

在简谐振动这一内容的教学中,教师可以引导学生通过振动的数学描述来理解振动的物理规律,培养学生的数学建模能力和物理现象的数学解释能力。

教师还可以组织学生进行实验和观察,引导学生通过数学分析来总结物理规律,并进行数学建模和预测。

通过这样的教学方法,可以增强学生的数学思维能力,提高他们的科学素养。

三、学习资源为了促进物理知识和数学知识的融合,学校和教师可以为学生提供丰富的学习资源。

在教学过程中,可以引导学生使用数学软件进行物理实验模拟和数学计算分析,帮助学生直观地理解物理现象和数学方法。

学校也可以建立多媒体教室和实验室,让学生自主探究和学以致用,将物理知识和数学知识真正融会贯通。

学校还可以组织物理建模比赛和数学物理思维挑战赛,激发学生的学习兴趣,促进学生之间的交流和合作。

通过这样的学习资源,可以拓展学生的物理知识和数学知识,促进两者的融合发展。

高中物理教学与数学知识的融合是一个长期而复杂的过程,需要学校、教师和学生共同努力。

学校和教师要通过课程设置、教学方法和学习资源的改进,促进物理知识和数学知识的融合,提高学生的学习效果和科学素养。

而学生也要主动参与学习,培养对物理和数学的兴趣和热情,掌握数学工具解读物理现象,提高自己的学习能力和创新能力。

浅议解决物理问题的数学方法

浅议解决物理问题的数学方法

浅议解决物理问题的数学方法宝坻一中张玉强运用数学方法解决物理问题是高中物理课要培养学生的五种能力之一。

最近几年的高考不断出现了考查用数学方法解决物理问题能力的题目。

尤其是现在又实施了“3+综”的考试形式,对跨学科的综合能力的考查逐年提高。

因此,教师在教学的过程中,应有意识地培养学生利用数学方法解决物理问题的能力。

所谓解决物理问题的数学方法,就是根据物理问题中所遵循的物理规律,经过推理论证、数学运算,导出表示各物理量之间关系的方程式,然后运用数学有关知识解决物理问题。

下面就解决物理问题中常用的几种数学方法做如下归纳总结:一、一般函数的应用在分析物理问题中的动态问题时,往往需要把要分析的量(Y)与已知代表动态的量(X),通过物理规律建立起一定的函数关系y=f(x),从而确定要分析的量的变化情况。

例1、图1所示,绳与杆均轻质,承受弹力的最大值一定,A端用铰链固定,滑轮在A点正上方(滑轮大小及摩擦均可忽略),B端吊一重物,现施拉力F,将B端缓慢上拉(均未断),在A杆达到竖直前()A、绳子越来越容易断B、绳子越来越不容易断C、AB杆越来越容易断D、AB杆越来越不容易断解析:设AC=l1,AB=l2,BC=l3,BD=a,AD=b,CD=c由共点力平衡条件得:⎩⎨⎧=+=G F F F F NN αθαθcos cos sin sin 得:1222sin cos l Gl ac l a l b G ctg G F N =⨯+=+=αθθ 故可知AB 杆受力大小不变,所以选项C 、D 都错。

13312sin sin l Gl l b l bl Gl F F N =⨯==αθ 由于l 3在逐渐减小,故F 逐渐减小,所以选项B 正确例2、如图2所示的电路,M 、N 两端的电压U保持恒定,R 为定值电阻,当滑动变阻器R 0(总阻值也为R )的滑动端p 从a 端滑向b 端的过程中,试分析安培表的读数变化情况。

解析:设滑动变阻器ap 部分的电阻为X ,求出通过安培表的电流I 与x 的函数关系式。

浅析高中物理教学培养学生应用数学能力的方法与实践

浅析高中物理教学培养学生应用数学能力的方法与实践

浅析高中物理教学培养学生应用数学能力的方法与实践一、高中物理重要性分析高中阶段物理为必修学科,其主要内容为讨论物质结构与物体运动规律。

同学通过物理学习熟悉学问,而物理教学质量会对同学熟悉世界力量与规律思维进展产生影响。

物理教学与实际生活相联系,以同学生活阅历与实际为动身点,在教学中融入一些生活元素,提高教学效率。

此外随着新课改渐渐深化,新课标对高中物理提出新的要求。

要求教学中老师选择一些与同学实际生活相联系的内容,激发其学习爱好,利用物理学问解决实际问题。

在高中物理教学中培育同学应用数学力量有着重要意义。

二、高中物理中数学的作用很早之前开头,人们在讨论与学习物理学过程中开头运用数学学问,借助数学表达物理概念与规律,也只有通过数学形式才能让物理概念与规律表达的简洁明显且缜密。

许多物理概念引入数学方法进行定义与引入,如利用数学比值法定义的物理概念诸多,有功率、电场强度、电阻及加速度等。

再如热学中熵的概念抽象难以理解,假如不充分利用数学方法,根本无法有效表达概念。

物理规律表达的主要手段就有数学方法,可以分成两种,既图像表达与公式表达。

许多物理公式利用数学公式表达,简洁、明白,便于学习、把握及理解。

物理学讨论与表达中离不开数学,假如不充分利用数学工具,物理学将举步维艰,也就谈不上在实际中应用。

物理学中定量讨论与理论分析的主要手段就是数学。

事实上许多物理规律都是通过试验得到的,如牛二定律、焦耳定律等。

也有部分物理規律经过科学抽象,利用数学工具分析与推理得到的.,如匀变速直线运动,就是利用速度-位移图像、数学微积分思想及梯形面积公式推导而成的。

物理学理论也并不是一成不变的,随着科技进展不断更新,假如没有数学强力支持与保证,物理学将很难突破,接下来笔者主要分析高中物理教学中如何培育同学应用数学的力量。

三、高中物理教学培育同学应用数学力量的措施大量教学实践说明同学物理成果与应用数学力量成正相关关系,高中物理教学中培育同学应用数学力量,有助于提高物理学习成果,详细方法如下。

数学方法在高中物理教学中的运用

数学方法在高中物理教学中的运用

数学方法在高中物理教学中的运用发表时间:2014-04-11T13:46:12.607Z 来源:《新疆教育》2013年第10期供稿作者:孙洪伟[导读] 物理学是一门精确的定量科学,它与数学的关系最为密切。

河北宁晋中学孙洪伟摘要:数学是研究现实世界的空间形式和数量关系的科学。

任何事物都有一定的量,原则上都可以作为数学的研究对象。

物理学是一门精确的定量科学,它与数学的关系最为密切。

马克思早在一百多年前就指出:“一门科学只有成功地应用数学时,才算达到了真正完善的地步”。

中学物理教学离不开数学方法,进一步研究数学方法在中学物理教学中的应用是非常必要的,也具有重要的意义。

本文就来谈一谈在高中物理教学中的数学方法问题。

关键词:数学方法高中物理教学策略一、数学方法在研究和分析、解决物理问题中的重要作用1、培养学生在实验的基础上,运用数学方法表达物理过程、建立物理公式的能力。

在研究物理现象的过程中必须引导学生把实验观测和数学推导这两种手段有机地结合起来。

只有这样,才能获得关于某种现象的全面的、内在的、本质的认识。

这就是以观察、实验的感性材料为依据,运用数学方法(包括公式和图像)来对其进行计算、分析、概括、推理,得出经验规律,并进一步抽象为物理定律。

中学物理中的许多定律,例如电阻定律、欧姆定律、牛顿第二定律、气体实验三定律,光的折射定律等都是从实验出发,经过科学抽象为物理定律,最后运用数学语言把它表示为物理公式的。

这是研究物理的基本方法之一。

2、培养学生应用数学知识来推导物理公式的能力。

物理学中常常利用数学知识研究问题,以高中物理“直线运动”这一章为例,就要用极限概念和图像研究速度、加速度和位移;用代数法和三角法研究运动规律和轨迹;用矢量运算法则研究位移与速度的合成和分解等。

另外,物理学中常常运用数学知识来推导物理公式或从基本公式推导出其它关系式,这样既可以使学生获得新知识,又可以帮助他们领会物理知识间的内在联系,加深理解。

人教版物理教材中的数学与物理的融合与拓展方法指导

人教版物理教材中的数学与物理的融合与拓展方法指导

人教版物理教材中的数学与物理的融合与拓展方法指导在人教版物理教材中,数学与物理的融合与拓展方法指导是一项重要的任务。

通过融入数学元素,可以帮助学生更全面地了解物理概念,拓展他们的物理思维和解决问题的能力。

本文将探讨在人教版物理教材中,如何有效地融合数学与物理,并提供一些指导方法。

一、数学与物理的融合意义数学与物理是两门密切相关的学科,彼此之间有着深厚的内在联系。

数学是物理学的重要工具,通过数学的抽象和逻辑推理,能够更清晰地描述物理规律和现象,揭示物理学的本质。

而物理学则为数学提供了实际应用场景,让数学理论产生实际价值。

融合数学与物理的教学,可以让学生更好地理解和应用这两门学科。

数学的抽象思维和逻辑推理能力可以帮助学生深入理解物理概念,推导出物理规律。

而物理的实际应用场景可以使数学理论更加具体化,增加学生对数学的兴趣和实际意义的认识。

二、融合数学与物理的方法指导1. 强调数学与物理的概念联系在教学中,可以通过引入数学概念来解释物理概念。

例如,在学习运动学时,可以引入数学中的函数概念,用函数关系式来描述物体的位移、速度和加速度。

这样,不仅加深了学生对于运动学概念的理解,也锻炼了学生的数学建模能力。

2. 运用数学方法求解物理问题物理学中的许多问题都可以运用数学方法进行求解。

在教学中,可以鼓励学生通过数学方法来解决物理问题。

例如,在学习力学时,可以通过运用向量运算、几何形状等数学工具,求解合力、力的方向等问题。

这种综合运用数学与物理的方法能够培养学生的问题解决能力和创新思维。

3. 实验设计与数据处理中的数学运用在物理实验中,常常需要进行数据处理和分析。

这是将数学与物理融合的一种有效途径。

在教学中,可以引导学生运用数学方法对实验数据进行整理、分析和图表绘制。

通过这种方法,不仅巩固了学生对物理实验的认识,也提高了他们的数学应用能力。

4. 利用模型和模拟工具进行数学与物理的拓展数学与物理的融合还可以通过建立模型和使用模拟工具来实现。

数学思想方法在高中物理中的应用

数学思想方法在高中物理中的应用

数学思想方法在高中物理中的应用数学研究物理问题,就是根据所研究的对象质的特点,运用数学思想与方法描述,计算和推导,从而对物理问题作出分析,判断。

所以,应用数学思想方法解决物理问题时,应表达数学思想方法和物理内容的统一。

物理概念是物理教学中一个重要的环节,物理概念是在实践的过程中思维抽象的结果,是高度抽象和主观的成果,但是当它实际运用的时候,就具有了具体、客观的内容。

如何才能将抽象、主观变成具体、客观的内容呢,这就需要在数学思想的指引下,利用数学方法作为工具。

比方我们可以用方程函数思想去表示各物理量的关系,用导数微元法表示各物理量的变化率,用比值的方法定义物理量等等。

实际上是需要学生具备良好的数学建模的能力。

物理规律也是物理教学中的一个重要组成局部。

数学能够充分地表达各种物理规律,相对纯粹文字的说明,运用数学表达出来的规律更直观、更精细、也更简洁,也便于我们继续深入地去研究这个规律外表下蕴含的更多的物理意义。

比方,一个直线运动的物体,位置坐标*和时刻t的函数关系,我们就可以通过导数微元思想求出速度和加速度与时刻t的函数关系,便于我们更准确地去掌握这个运动。

同样,如果一做变速直线运动的物体的速度v与时刻t的函数关系,我们可以运用极限微元的思想,通过分割、代替、求和取极限的方法将其余一些物理量表达出来。

再比方,学习牛顿第二定律的时候,有一个实验是探究加速度和质量,力的关系。

其中,提供动力的是沙和装沙的桶,质量为M,作为研究对象的是小车和小车上的砝码,质量为m,在平衡了摩擦力以后,进展操作。

可以得到实际的加速度,而这个实验一般粗略地将加速度认为。

通过数学近似,就可以知道当时,。

所以在错综复杂的物理问题中,正确运用数学思想方法可以让我们对物理规律的适用条件做更充分地认识。

一.高中物理教学中加强数学思想方法渗透的实施原则为了使我们在解决物理问题时既能充分,灵活地运用数学思想与方法,借助数学来解决物理问题,同时又要防止数学思想与方法对物理思维的干扰,因此,在高中物理教学中加强数学思想渗透的时候要遵循以下几个原则:1.主次清楚原则运用数学思想与方法,只是解决物理问题的辅助手段。

浅谈高中物理教学与数学知识的融合

浅谈高中物理教学与数学知识的融合

浅谈高中物理教学与数学知识的融合
高中物理教学与数学知识的融合有助于加深学生对物理规律的理解。

物理规律往往需要通过数学公式来描述和表达。

在力学中,牛顿的运动定律可以用数学公式F=ma来表示;在电磁学中,库仑定律可以用数学公式F=k*q1*q2/r^2来表示。

通过数学知识,可以让学生更直观地理解物理规律,加深他们对物理规律的理解和认识。

数学知识还可以帮助学生更好地掌握物理学中的一些重要概念和原理,如矢量、微积分等,从而提高他们对物理学知识的掌握和应用能力。

高中物理教学与数学知识的融合有助于培养学生的学科交叉能力。

物理学和数学学科是紧密相关的学科,它们之间存在较多的交叉点。

将物理教学与数学知识相融合,可以帮助学生更好地理解和掌握两门学科的知识。

这种跨学科的学习方式,有利于培养学生的学科交叉能力,提高他们的综合运用知识的能力。

也有助于打破学科之间的壁垒,促进学科之间的交流和合作,从而提高学生的综合素质。

高中物理教学与数学知识的融合对于提高学生的数理思维能力,加深他们对物理规律的理解,培养他们的学科交叉能力,激发他们学习物理的兴趣,具有重要的意义。

教师在进行物理教学时,应注重引导学生将数学知识运用到物理问题中去,通过具体的案例和实例,教会学生如何运用数学知识解决物理问题,从而提高他们的学习效果和学习兴趣。

学生在学习物理的过程中,也应注重提高数学知识的掌握和应用能力,不断加深对数学知识和物理知识的理解和认识,从而更好地应对学习和考试的需要。

数学知识在高中物理中的应用的高等教育论文

数学知识在高中物理中的应用的高等教育论文

数学知识在高中物理中的应用的高等教育论文一、数学知识对高中物理教学的积极作用物理是一门抽象性、逻辑性较强的学科,而数学语言具有科学性、简约性、逻辑性、精确性等优点,因此,数学知识对物理教学起着十分重要的作用,是解决物理问题的重要工具和方法,其具体体现在:1.数学知识是强化物理理论教学的重要工具由于物理概念和物理规律具有高度抽象的特定,仅从文字描述上是很难让学生清晰理解和掌握的。

而借助数学知识能将理论化的物理知识简单化和具体化,并将其用严谨的数学公式展示出来,从而完美的解释物理概念和规律,进而帮助学生正确理解和快速记忆,最终实现高质量的物理课堂教学。

2.数学知识是解决物理问题的有效手段学会用理论知识解决具体的物理问题是物理教学中的一个重要环节,也是巩固和强化物理理论知识的重要途径,因而提升学生物理解题能力和应用能力是当前物理教学的一个重要教学目标。

数学知识所包含的各种思想和方法在帮助学生解决物理问题中起着重要的指导作用。

二、数学知识在高中物理教学中有效应用实践1.数学知识在物理理论教学中的应用在高中物理教学过程中,物理概念和物理规律的教学不仅是物理课程的重点内容,也是学生学习物理知识的重要基础,因而让学生正确理解和掌握物理概念和规律具有重要意义。

为了使理论性强的物理理论知识更加通俗易懂,教师可以应用数学知识这种形式化语言来开展理论教学,通过简明的数学符号和公式来讲解物理概念和物理规律,然后再分析、比较和运算各物理量之间的关系、量的变化等来进行定量描述和理论概括,从而让学生深刻理解和掌握物理概念和规律。

例如,电阻R,加速度a,电场强度E,电容器电容C等物理概念,伽利略自由落体定律,牛顿第一定律,牛顿第二定律,牛顿第三定律等物理规律都可以通过精辟的数学语言来表达和描述。

可见,数学知识在物理理论教学中具有重要作用,合理的应用不仅有利于学生清楚认识到物理现象背后的本质和规律,还有利于化解教学难点,从而促进高效课堂的生成。

高中物理教学中的数学建模应用

高中物理教学中的数学建模应用

高中物理教学中的数学建模应用在高中物理教学中,数学建模是一种常见的方法和工具,用于解决实际问题并促进学生对物理现象的深入理解。

数学建模将物理问题转化为数学模型,通过数学方法进行分析和求解,从而帮助学生培养问题分析和解决的能力。

本文从几个具体的实例出发,探讨高中物理教学中数学建模的应用。

一、运动学中的数学建模运动学是物理学的基础,也是高中物理的重要内容之一。

在运动学中,数学建模广泛应用于描述和分析物体的运动状态。

例如,当讨论一个物体自由落体运动时,可以利用数学建模得到物体下落的时间、速度和位移之间的关系,从而帮助学生理解重力对物体运动的影响。

二、力学中的数学建模力学是高中物理中的另一个重要概念,涉及到物体受力和运动的关系。

在力学中,数学建模可以用于解决各种力学问题。

例如,当讨论一个斜面上物体的滑动问题时,可以通过绘制斜面的坐标系,建立物体在斜面上受力和位移的方程,从而求解物体的运动情况。

三、波动和光学中的数学建模波动和光学是高中物理中的另外两个重要内容,也是相对较为复杂的部分。

在波动和光学中,数学建模可以帮助学生深入理解波动和光学现象的本质。

例如,在讨论光的干涉现象时,可以利用波动方程和叠加原理建立数学模型,从而解释干涉现象的原理和规律。

四、热学中的数学建模热学是高中物理中的另一个重要内容,涉及到物体的热传导、热膨胀等问题。

在热学中,数学建模可以用于解决各种热学问题。

例如,在讨论物体的热传导问题时,可以利用热传导方程建立数学模型,从而求解物体的温度分布和热传导速率。

总结起来,数学建模在高中物理教学中发挥着重要的作用。

通过数学建模,学生可以将物理问题抽象为数学模型,并通过数学方法进行求解和分析。

这不仅有助于学生理解物理现象的本质,还培养了学生的问题分析和解决的能力。

因此,在高中物理教学中,应当充分利用数学建模的方法和工具,为学生提供更丰富的学习体验。

通过数学建模的应用,可以使学生更加深入地理解物理知识,掌握解决实际问题的能力,为今后的学习和工作打下坚实的基础。

高中物理教学中数学知识的运用

高中物理教学中数学知识的运用

浅析高中物理教学中数学知识的运用数学是专门研究量的学科,是进行理论思维的有效手段。

物理学是应用数学方法最充分、最成功的一门学科,本文阐述了高中物理教学中数学知识的地位和作用,一方面强调数学的重要意义,说明数学在物理教学中的作用。

另一方面提醒大家不能用纯数学的思维解决物理问题,物理的学习过程中最核心的思维模式仍然是物理思维而非数学思维。

一、数学知识对高中物理教学的意义与作用1.数学是定量讨论物理问题的工具数学具有高度的抽象性和严密的逻辑性,是一种简洁、系统、深刻的语言,是物理规律最好的表述和论证方式,也是认识和掌握物理规律的工具。

一般来说,物理学的形式比较复杂,内容比较抽象,现实生活中难以找到合适的模型供参考,如果不借助数学工具,很难描述其概念和规律。

例如能量守恒定律,虽然也可以用语言进行描述,并进行定性分析,但是实际应用过程中,大多数时候必须借助严谨的数学公式得出定量的、有用的结果。

因此,数学是定量讨论物理问题的工具,要深入理解物理知识,必须掌握扎实的数学知识。

2.数学逻辑有助于解决物理问题数学知识在解决物理问题方面的应用主要体现在两个方面:一是对物理现象进行概括和抽象,将物理问题转化为数学问题;二是综合运用数学知识,快速正确地进行运算。

数学逻辑中的分析和综合方法在物理问题的解决过程中有重要的指导作用。

物理问题的解决过程中需要交叉使用分析法和综合法,两种方法既对立又统一,相辅相成,缺一不可。

初见一个物理问题,需要借助分析法进行分析,根据题目的欲求量,层层倒推,直到推至已知信息或定律定理。

然后,运用综合法,将分析过程反过来进行整理,就可以得到问题的答案。

可见,数学逻辑也可以用来解决物理问题。

3.灵活运用数学方法解题可以大大简化和加速物理问题的求解过程如果掌握了深厚的数学基础和娴熟的数学技巧,往往可以用非常简单明了的方式解决一些看似复杂的问题。

高中阶段比较常见的数学方法和技巧有函数法、构造模型法、矢量分析法、几何法和导数法等。

数学知识在物理教学中的应用

数学知识在物理教学中的应用

OM”恒 小 于 A40 长 ,当 从 A 点 沿 与 A 0 垂 直 方 向 引
动 力 作 用 线 时 , 动 力 臂 就 是 A.10 本 身 , 当 动 力 作 用
线 方 向 与 A40 重 合 时 显 然 动 力 臂 最 小 ,为 零 , 由 此
可 以推 出 ,在 A 点无 论沿 什麽 方 向做动力 作用线 ,
问 题 一 : 如 图 所 示 ,有 一 曲 臂 杠 杆 A 0。B。,问
上 的 动 力 臂 最 长 呢 ?
若 利 用 此 杠 杆 在 B。点 吊起 重 物 G, 在 A。点 的 什 麽 方
分 析 l I归 纳 法 1:不 妨 从 A 沿 任 意 方 向 (除 去
向 上 用 力 最 省 力 ?
用点 A 的直线—— 动力作用线 L所引 的垂线 段 ,它
总小 于或等于 O,A (当 且仅 当 L垂直 于 O 时取 等
号 ), 因此 以 A40 为 动 力 臂 时 ,即 动 力 作 用 线 方 向
实 践 表 明 , 沿 与 O ,垂 直 的 G方 向 斜 向 左 下 方
垂 直 于 A40 时 所需 动 力 最 小 。
一 题 多 解 ,训 练 学 生 的 发散 性 思 维 。

办馕箍持 屯
2008年 5B
往 十 分 简 单 。 因此 .在 教 学 中要 注 意 培 养 学 生 的 观
垂 直 .即 总 是 以 O 为
察类 比和逻辑推理 、理论概括能力 。
圆 心 , 以 O A4为 半 径
2.物 理教 学 中 ,习题 的讲 解要 具有 典 性 .要
的 圆 的 切 线 方 向 )。
精 选 那 些 既 与 日常 所 见 到 的 现 象 联 系 紧 密 ,又 能 包

物理教学中数学方法的应用

物理教学中数学方法的应用

或: s i n 0=
大, S =() =( 8 一


r _
所以 : 0=s i n 4 3





x 2 ) +4 ( 2 +1 ) m =l 6 m. 求解之后 , 学生 对 比 两 种 不 同 的 解 法 , 第 三 个 问 题 的解 决 , 是 巧 妙 地 利 用 第 二 个 问题 的 结 果 和 二 次 函 数 的 特 点 , 把 不 心 灵受 到 很 大 的 冲 击 , 用 第 二种 方法 , 本题 随 后 就 看数 学 好 确 定 的到 底 什 么时 候 距 离最 大 变 得一 目 主要 的 只 需 一 个 物 理 规 律 , 了然 。 能 力了。 而 第 一 种 方法 , 更 多 的是 物 理 思 想 1 . 3均值不 等 式 和规律 的应用 求解。 F = Fs i na。 对于 两个 大 于 零的 变 量a 、 b, 若其和a + b 为 一定 值P, 则 当a =b 时, 其 积a b 取 得 极 大 2 图象 法 值; 对 于 三 个大 于零 的 变 量a 、 b 、 C , 若其; f N a 中 学 物 理 中 一 些 比 较 抽 象 的 习 题 常 较 若能与数学图形相结合 , 再 恰 当地 +b+c 为一 定 值q , 则 当a =b=c N, 其 积a b c 难求解 , 引入 物 理 图象 , 则 可变 抽 象 为形 象 , 突破 难 取 得极大值 。 例1 : 如 图 2, 小 球 系 点、 疑点 , 使解题过程大大 简化。 例: 绳子一端拴着一 小球 , 另 一 端 绕 在 在长L 的水平细绳末端, ——— p ( a ) ( b ) 绳 的 另一端 固 定于 0点 , : . 钉子上 , 小球 放 在 一光 滑 的 大半 球 上 静 止 , 如 图5 所示 , 由 于 某 种原 图 1 从 与 0点在 同 一 水 平 线 ; 、 \ ( 2 ) 当 已知 合力 F 的方 向及 一个 分力 F 1 的 上的A点自由释放运动 因, 小 球 缓 慢 地 沿 球 面 ; 、 \ ' 向下 移 动 , 在此过程中, 大小 、 方 向时 , 另一个分 力F 最小 的条件是 : 所 到最 低 B 点的 过 程 中 , ( 1 ) ; 、 , , 球 面 的 支 持 力和 绳 子 的 求分 力F 与合力F 垂直 , 如 图1 ( b ) 所 示。 最小 的 F2 Fl s i n c 【。 拉 力如何变化 ? 解析 : 本题 中小 球缓 1. 2 利 用 二次 函数 求极 值 慢 移 动 能 看 成 平 衡 状 例: 甲、 乙两地相距 8 i n, A物 体 由 甲 地 态. 如 图所示 , 小 球 受 到 向乙地做 匀加速直线 运动 , 初速 度为0 , 加 向 速 度 最 大 时 ( 或问重力即时功率最 大时) 图5 3 4 " 共 点 力G、 F N、 T作 用 速度为2 m/ s , B 物 体 由乙地 出发 做匀 速 运 绳 子 与 水 平 方 向 间 的 夹 角 0多 大 ? 而处于平衡状态 , 由G、 F N、 F T三 力组 成 的 动, 速度是4 i n/S 。 运 动 方 向 与 A} H 同, 但B 解法 一 : ( 以物 理思 路 为 主 ) 比A早 l s 开始 。 求: 力矢 量 三 角 形 与 三 角形 OAB 相似 . 设球 重 由动能定理 : 为 G, 大 半 球 半 径 为 R, 钉 子 到 球 面 最 高 点 ( 1 ) A开 始 运 动 后 经 过 多 少 时 间追 及 B? 之 距 为 h, 此 时 绳 子 长 为 L ,则 有 ( 2 ) 相 遇 处 距 甲地 多远 ? ( 3 ) 相 遇 前 什 么时 候 两 物 体 相 距 最 远 ?

数学极值问题在高中物理教学中的应用

数学极值问题在高中物理教学中的应用

数学极值问题在高中物理教学中的应用发布时间:2021-09-03T04:14:38.663Z 来源:《教学与研究》2021年7月上作者:袁光荣[导读] 高中数学身为一个十分关键的基础科学,在很多行业领域均有普遍使用,它是彻底解决很多物理问题的根基专用工具,特别在掌握物理概念、物理基本规律和彻底解决物理问题时,数学思维训练起着关键的专用工具的功效。

云南省临沧市第一中学袁光荣摘要:高中数学身为一个十分关键的基础科学,在很多行业领域均有普遍使用,它是彻底解决很多物理问题的根基专用工具,特别在掌握物理概念、物理基本规律和彻底解决物理问题时,数学思维训练起着关键的专用工具的功效。

关键词:数学极值;高中物理;教学水平;科学对策一、引言迈入高中时期的学习知识后,绝大部分学生们普遍觉得物理学难学,所以教材内容编写人刻意调节物理课本的编辑次序,把动力学放到第一章,这是由于动力学的基础知识掌握起来相对比较容易。

可是,该章节内容牵涉到的数学运算较多,而很多物理教师有如此的习惯性,在物理课堂上只授课物理学科目的专业技能知识,碰到物理学中的高中数学运用,觉得这个是数学老师的工作任务范围,与自身没有关系,经常忽视数学问题不讲。

这就造成学生们普遍反馈课堂教学上听明白了,自身课后刷题时又解答不出来。

所以在物理教学中老师应尽可能有目的地运用多种形式,加强数学思维训练运用,坚定把培育学生们运用数学工具彻底解决物理问题的专业能力放到关键具体位置,要擅于将物理学的基本问题转换成为数学上的根本性问题,重视物理教学与数学思维训练的融合教学方法,提升学生们的数与理时刻紧密结合的专业水准。

二、数学的极值方法应用于物理教学中所具有的作用每一个科技创新都是从不一样的层面去探究一些特有的物质活动方式,而空间方式和量的相互关系贯彻于一切方式的物质活动,数学方法广泛应用于每一个科目。

可以说,抛弃数学方法,当代科技创新的成长举步维艰。

数学极值方法应用于物理教学中所具有的作用有以下三点:(一)数学极值法界定物理概念的基本内涵数学思维是掌握物理课程内容的基础知识,理论物理学的探究学习培训不可缺少数学方法,数学原理的运用至关重要。

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数学方法在高中物理教学中的应用
頂效开发区中学支永刚
随着新课程的深入,学科之间的贯穿不断加强,数学与物理的整合也日益紧密。

数学是研究物理问题的工具,更是研究物理问题时进行科学抽象和思维推理的工具,在物理的教学过程中充分、合理地运用这些工具,可有效地提高教学质量的同时,还可提高学生的科学素养,培养学生解决实际问题的能力,增强学生的创新意识。

新的物理学科的考试说明也要求学生加强应用数学知识处理问题的能力,如利用函数关系、不等式关系、判别式法求极植问题,将物理现象抽象转化为数学表达式求轨迹等。

如能适当、巧妙地运用数学知识解决物理问题,往往可以达到另辟奚径、曲径通幽的效果。

为此,本人将从以下几方面谈数学方法在物理教学中的应用。

一、高中物理中主要用到的数学方法
在高中物理中主要涉及到的数学方法有函数方法、几何图形法、方程的思维方法。

1.函数在高中物理中的应用:
物理规律,大都是运用函数图像,定性、定量进行研究,最后得出物理规律。

函数图像,在物理中,可以说是遍地开花。

它通过数形结合,直观、形象地反映物理过程。

加深人们对物理规律的理解。

函数图像在高中物理教学中的应用,主要有两个方面:一是分析实验数据,得出物理规律:在物理实验中,先采用控制变量法,测出两个物理量的数据,然后,进行数据分析:一种是计算法,另一种是图像法。

而后一种更被人们认可,因为有些实验数据,无法通过计算,得到两个量之间的关系。

只有图像法,以两个量分别为两条坐标轴,建立直角坐标,描点画出图像,就可以通过图像,定性或定量分析它们之间的关系,得出规律。

所以函数图像,在实验数据分析中,起决定作用。

二是运用函数图像,解决物理问题:函数图像,不光是在实验数据分析中,起决定作用,而且在解决物理问题中,化难为易,化复杂为简单,起到事半功倍的作用。

例如:做匀变速直线运动的物体,在某一段时间内,经过中点时刻的速度跟经过中点位置的速度,比较谁大。

分析:假如先设初、未速度,再根据经过中点时刻的速度与经过中点位置的速度分别跟初、未速度的关系,列方程,然后,运用不等式求解,要大费周折,才能解决。

如果做出速度与时间的图像,一看就知道。

如下图两种情况,显然是中点时刻的速度小于中点位置的速度。

小结:先根据物理规律,做出函数图像,再根据图像性质,判断两个物理量之间的关系,或求出某个物理量。

2.几何知识在高中物理中的应用
(1)平面几何的应用
在平面几何中,矢量,因有三角形而精彩,三角形,因有矢量而实用。

在矢量的合成和分解中,我们应用平行四边形定则进行运算,其实在运算过程中,主要是运用三角形性质,解决问题。

主要有两个方面的应用
①两个三角形相似比的应用
例如:
②余弦定理的应用
例如已知两个大小相等的共点力作用在同一物体上,当它们之间的夹角为120°时,其合力大小为6N.若其它条件不变,只改变这两个力之间的夹角,那么当这两个力之间的夹角为90°时,其合力大小应为
分析:力的合成遵循力的平行四边形定则.由题意,本题已知合力先出二个分力,变化角度再求合力.解答:解:由题意,设两个相等的共点力大小为F,当它们之间的夹角为120°时合力如图

由等边三解形的知识可知F=6N,
当这两个力之间的夹角为90°时,由勾股定理得合力大小为6N
③正弦定理的应用
解析:物体受三力作用,处于平衡状态。

任意两个力的合力与第三个力等值反向:由图中几何关系可得:
OB绳拉力:F1=mgtanθ
OA绳拉力:F2=mg/cosθ
(2)解析几何与物理
解析几何在中学阶段,在物理中的应用,很少看到。

它究竟有没有功用,如何去开发?根据本人的理解如下。

例如:已知轨迹方程求物理量:一带电粒子,在垂直于磁场方向的平面运动,运动轨迹为,两坐标轴都以m为单位,粒子运动的速率为2m/s,在某时刻,突然撒去磁场,粒子
恰好经过原点,求从撒去磁场到粒子达到原点的时间为多少?
分析:撒去磁场时,粒子以2m/s做匀速直线运动,离开时,必于原来的圆轨道相切,圆心、原点、切点构成一个直角三角形,圆心与原点的距离为圆的半径为根据勾股定理得原点与切点的距离为从撒去磁场到粒子达到原点的时间为无论粒子沿轨道顺时针(或逆时针)运动,结果一样。

(3)立体几何在物理中的应用
立体几何在物理中的应用,主要是将立体几何在数学中证明与计算的空间思维能力,潜移默化到物理中来,也就是在解决问题时,将三维空间转化为二维空间,简化解决问题的方法。

3. 方程与物理
(1) 方程的应用
方程,在物理中,不仅在推理物理规律方面,起着关键性作用,而且在解决物理问题方面,更是必不可缺的资源。

在数学中,方程的种类众多,而在我们中学阶段,应用方程解决物理问题,主要是多元一次方程组,一元二次方程等等。

在解决问题时,一般都是由物理条件和物理规律,先建立方程,后根据方程求解,得出需求量。

例如某同学在斜向上运动的电梯上,以相对电梯不变的速度,从二楼走到一楼,数得电梯阶级60,从一楼走到二楼,数得电梯阶级20,求从一楼到二楼电梯的级数。

分析:由于只知上去和下来电梯的级数,电梯速度、人相对地速度、人相对电梯速度都不知,要得所求,先建立上去一个方程,下来一个方程,还不够,再根据运动合成的等时性,最后可求。

解:设从一楼到二楼电梯的级数为N,上去时,电梯运动的级数为M′,下来时,电梯运动的级数为M″,可得
上去时有20+ M′=N (1)
下来时有60- M″=N (2)
根据等时性得M′/ M″=20/60=1/3 (3)
联立上面方程组解得:N=30
(2)判别式的应用
一元二次方程有没有解,是通过判别式来判定,当Δ>0时,有两个解;当Δ=0时,有一个解;当Δ<0时,没有解。

两个物体运动中相遇的问题,是否能通过判别式来判定呢?下面即这个问题进行讨论。

例如有一直轨道很长,可以通过两个物体A、B不发生相碰,B在A前方100m处,A 以20m/s速度做匀速直线运动,同时B也以2m/s²的加速度从静止开始做匀加速度直线运动,则A、B物体是否相遇,若相遇,有多少次?
思路:由于同时出发,若相遇,所用时间相同,设时间,根据位移的关系建立一个关于时间的二次方程。

直接解方程,或利用判别式求解。

解:设A、B两物体从出发到相遇的时间为t,则
A经过的位移为S A =20t
B经过的位移为S B =2t
依题意得:-20t+100=0 (这就是一个关于时间的二次方程)
根据判别式Δ=(-20)²—4×100×1=0 可知A、B相遇,且只有一次。

二、在教学过程中如何提高学生应用数学解决物理问题的能力
物理教学的目标重在培养学生掌握规律、分析问题的能力、知识迁移的能力和创新思维的能力,要达到这一教学目标,必须对学生进行实验方法的训练,科学推理、科学抽象法的训练,应用数学工具的训练。

而应用数学的训练是诸多训练中的一个重要方面,在教学过程中应有目的、有梯度的引导学生应用数学知识解决物理问题。

具体做法如下:
1、对学生反复强调数学、物理之间的联系
尽管在学习物理时无可避免地要进行大量的数学运算,但他们很少有人知道数学和物理的联系的紧密到了何种程度。

对此,我们可以结合教学内容,反复讲述数学在物理学中的创立和发展中起到的作用。

在十七世纪以前的漫长岁月里,人们对许多物理现象的认识,多从“原因”和“效果”上进行思考,随着时代的进步,是以伽利略、牛顿为代表的一批科学家,创立起在系统的实验基础上,运用精确的数学方法去探索物理现象的规律,才使得物理从自然哲学中分离出来。

伽利略关于时间和空间的数学论证和科学定量的实验方法,牛顿在伽利略、开普勒等前人工作的基础上,将互不相关的的力学知识,运用数学工具将它们联系起来,并用简单的数学表达式加以阐明,这种科学的思维方法和研究方法一直影响到近、现代物理学以及其他学科的研究。

通过这样的不断讲解,学生才能认识到数学和物理确是密不可分,数学作为一门基础课的重要性,正是学习物理过程中突出地体现出来;而学习物理又可促进掌握所学到的数学知识。

2、做到主动与数学结合
在教学过程中主动与数学老师联系,在数学课上点明所学数学知识在学习物理过程中的作用。

例如在讲解向量时,指明它在矢量运算中的应用;作简谐运动的质点、波的传播规律都可以用三角函数来表示;学习立体几何的空间概念对学习电场、磁场和电磁感应会起到十分重要的作用;可以用数学方法来求物理中的极值问题;可以应用数学中的排列、组合求解大量原子发射光谱线的问题等等。

而物理老师在公式的推导和解答过程中,要力求用准确的数学语言和规范的数学推算来表达。

教学实践表明,当学生从数学老师那里听到有关物理概念和规律时,或者从物理老师那里看到数学知识所起的作用时,骤然产生了一种“新鲜感”和“好奇心”,他们从中进一步体会到知识的价值和运用知识获到成功的满足,起到了诱发学习动机、增强学习兴趣的作用。

3、精选例题进行重点讲解
高中物理有很多能够说明数、理之间的这种紧密程度的问题,将它们挑选出来介绍给学生,运用物理知识进行分析、讲解的同时,指明在计算过程中用到的数学知识,这样做起到了触类旁通、加深理解的作用。

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