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數學(xué)在物理教學(xué)上的應用教育論文
在實(shí)際教學(xué)中，我們常遇到一些學(xué)生因數學(xué)基礎不好而影響物理學(xué)習的現象，如公式不會(huì )變形、比例式不會(huì )運算、物理量之間的關(guān)系難以明白等。數學(xué)是物理學(xué)的語(yǔ)言和工具，如概括物理現象、形成物理概念、整理實(shí)驗數據、進(jìn)行邏輯分析、建立物理定律、利用數學(xué)圖像展示物理規律等等，物理學(xué)的研究和學(xué)習過(guò)程都離不開(kāi)數學(xué)，而數學(xué)知識在初中物理中也展現了非凡的作用，所以學(xué)好物理一定要有好的數學(xué)基礎。因此，為了培養學(xué)生能力，提高課堂教學(xué)水平，我們物理教師應該重視數學(xué)在物理教學(xué)中的滲透，做好數、理的有機結合。
一、利用數學(xué)知識幫助學(xué)生理解物理概念
物理學(xué)中常用數學(xué)知識表示物理概念、描述物理規律，例如應用數學(xué)中的比例關(guān)系描述物質(zhì)的密度（=m/v）、物體的運動(dòng)速度（v=s/t）等。在平日教學(xué)中用數學(xué)知識引導學(xué)生理解物理概念，可以提高學(xué)生對概念的理解程度和分析問(wèn)題的能力。如講密度時(shí)，可以用m=V,讓學(xué)生發(fā)現m是V的正比例函數，也就是y=kx的形式，因此就相當于k，是一個(gè)常數，不隨m和V的變化而變化，從而得出密度是物質(zhì)本身的一種屬性，只與物質(zhì)的種類(lèi)有關(guān)，而與m和V無(wú)關(guān)。這就會(huì )避免出現物質(zhì)的密度與物質(zhì)質(zhì)量成正比、與物體體積成反比的錯誤。
二、利用函數知識幫助學(xué)生理解物理量之間的關(guān)系
物理學(xué)中常用數學(xué)中函數及圖像的方法描繪物理量之間的關(guān)系，例如物體受到的重力G=mg（正比例函數）、表示某種物質(zhì)的熔解與凝固過(guò)程（溫度─時(shí)間圖像）等。在日常教學(xué)中用函數來(lái)描述物理量及其關(guān)系，既便于學(xué)生理解又便于學(xué)生記憶。如物體受到的重力G和它的質(zhì)量m，G=mg,應該讓學(xué)生明白G是m的正比例函數，也可以讓學(xué)生畫(huà)出函數圖像，從圖像上直觀(guān)地得到這兩個(gè)物理量的關(guān)系，也就明白了g的意義了。
三、利用比例法來(lái)解物理問(wèn)題
比例法就是用比例式來(lái)解物理題的方法，在解題中，依據物理定律、公式或某些量相等、成多少比例等，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)計算未知量。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，不必統一為國際單位。
例如：我國開(kāi)始實(shí)施彩電能效新標準，規定待機功率高于9W的彩電不能進(jìn)入市場(chǎng)銷(xiāo)售。小明想了解家中彩電是否符合新能效標準，他將100W的燈泡單獨接入電路中，觀(guān)察電能表1min轉了5轉；再讓這臺彩電單獨接入電路中并處于待機狀態(tài)，電能表5min轉了2轉，由此判斷該彩電的待機功率為_(kāi)____W。
解法如下：我們可以設彩電的待機功率為px。
一步就可以解出px=8W，可以看出利用比例法大大簡(jiǎn)化了計算過(guò)程。不過(guò)對此進(jìn)行處理時(shí)對學(xué)生的數學(xué)基礎要求非常高。在教學(xué)過(guò)程中教師要針對不同層次的學(xué)生采用不同的方法。
四、利用幾何知識解決物理問(wèn)題
用幾何知識解決物理問(wèn)題的地方很多。例如：在學(xué)習“光的反射定律和平面鏡成像規律”時(shí)，要讓學(xué)生明白反射光線(xiàn)和入射光線(xiàn)是關(guān)于法線(xiàn)成軸對稱(chēng)的，物體與它在平面鏡中的像是關(guān)于平面鏡成軸對稱(chēng)的。知道了這一點(diǎn)，學(xué)生在作光的反射光路、平面鏡成像圖時(shí)，利用幾何中的軸對稱(chēng)關(guān)系就會(huì )比利用光的反射定律方便得多，只需利用一把直尺就可以既快又準確地作出光路圖來(lái)。
例如：如圖所示，當以方向始終水平的力F緩慢地使豎直杠桿移到水平位置，在此過(guò)程中力F的大小情況是？
分析：在本題目中我們首先作出力臂，然后由杠桿平衡條件列出方程式。我們任意取一中間過(guò)程，設杠桿和豎直虛線(xiàn)成角θ，杠桿長(cháng)為L(cháng)，杠桿自身重力為G。
則由數學(xué)知識我們可以列出方程式：
這樣由三角函數知識我們可以分析研究出力F的變化情況是漸漸增大。恰當地運用數學(xué)方法和技巧，往往能夠化繁為簡(jiǎn)、出奇制勝。
五、逆向思維能力在物理學(xué)中有不可磨滅的作用
逆向思維是一種反向考慮問(wèn)題的方法，應用時(shí)有邏輯反向、順序反向、路徑反向等各種具體應用方法。應用逆思法，我們可以從事物發(fā)展的結果來(lái)探究事物發(fā)展的原因，可以將事物發(fā)展的過(guò)程顛倒過(guò)來(lái)考慮問(wèn)題，可以逆著(zhù)事物發(fā)展的時(shí)間順序去考慮問(wèn)題。應用逆向思維我們可以突破常規的思維方式，巧妙分析問(wèn)題并簡(jiǎn)潔地解決問(wèn)題，取得意想不到的效果。如：滿(mǎn)足二力平衡條件的物體一定也處于平衡狀態(tài)；反過(guò)來(lái)，處于平衡狀態(tài)的物體也一定滿(mǎn)足于二力平衡的條件。在教學(xué)過(guò)程中應注意培養學(xué)生的數學(xué)思維方式。
綜上所述，在平時(shí)的教學(xué)中，物理教師只有引導學(xué)生恰當而有效地使用好數學(xué)這一重要工具，才能讓學(xué)生更好地學(xué)好物理，達到事半而功倍的效果。
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