李明全

【摘? ? 要】經(jīng)濟(jì)社會下物理技術(shù)在社會各領(lǐng)域中的廣泛運用，都提高了人們對物理教育事業(yè)的重視程度。而高中學(xué)生物理成績的高低，則直接影響了高中學(xué)生的高考成績，對高中學(xué)生未來發(fā)展都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。高中物理涉及人們工作生活的方方面面，物理問題更是包羅萬象，應(yīng)用范圍特別廣泛。常見的高中物理學(xué)問題主要包括物理力學(xué)、牛頓定律、曲線運動等，雖然這些物理學(xué)問題看似比較簡單，彼此之間毫無任何關(guān)聯(lián)性，但是每一個物理學(xué)問題的解決都必然會用到其他的物理學(xué)知識，對高中學(xué)生物理學(xué)理論知識的實踐運用能力以及靈活變通能力的要求較高。

【關(guān)鍵詞】高中物理? 力學(xué)問題? 對稱性? 應(yīng)用研究

中圖分類號：G4? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2020.01.130

高中物理力學(xué)問題不僅是整個物理課程的學(xué)習(xí)重點，更是高考過程中的核心要點。因此，為了讓學(xué)生可以更好的掌握物理知識規(guī)律，進(jìn)一步提高學(xué)生的物理解題能力，教師應(yīng)重視培養(yǎng)學(xué)生掌握物理對稱性的解題技巧方法，這樣有利于學(xué)生物理思維水平和解題效率的發(fā)展及提升。本文以下主要對高中物理力學(xué)對稱性解題方法進(jìn)行了分析探討，并從拋體運動與物體質(zhì)量等方面，提出了對稱性在物理力學(xué)解題中的應(yīng)用策略。

一、分析對稱性在高中物理力學(xué)問題研究中的積極作用

高中素質(zhì)教育以及新課程標(biāo)準(zhǔn)改革的大背景下，高中物理學(xué)科的教學(xué)模式、教學(xué)理念以及教學(xué)目標(biāo)都發(fā)生了巨大的變化，在要求高中學(xué)生掌握更多物理專業(yè)理論知識的基礎(chǔ)上，更加重視高中學(xué)生物理素養(yǎng)以及物理實踐能力的培養(yǎng)。一直以來，力學(xué)部分都是高中物理教學(xué)的重點內(nèi)容，也是高中學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的難點，但是因力學(xué)問題在高中物理教學(xué)內(nèi)容中所占比例較大，是高考物理的必考知識點之一，因此，高中學(xué)生必須充分認(rèn)識到學(xué)習(xí)物理力學(xué)相關(guān)知識的重要性，并做好力學(xué)知識的學(xué)習(xí)難度較大的心理準(zhǔn)備，正確并合理利用對稱性的方法和思路來解決物理力學(xué)問題，有利于降低高中物理力學(xué)知識的學(xué)習(xí)難度和提高學(xué)生順利解答力學(xué)問題的幾率。

二、優(yōu)化措施分析

（一）物理力學(xué)中特殊碰撞問題的對稱性應(yīng)用

物理學(xué)碰撞現(xiàn)象是兩個物體或粒子之間的相互作用，依據(jù)物體能量轉(zhuǎn)移方式，物體會出現(xiàn)彈性與非彈性兩種形式的碰撞現(xiàn)象，彈性碰撞必要條件為動能不會轉(zhuǎn)換成為任何形式的能量，而動能在系統(tǒng)碰撞前后都不會出現(xiàn)變化，非彈性碰撞是系統(tǒng)的一些動能形成其他內(nèi)能，導(dǎo)致整體動能無法守恒。以往物理試題中兩個物體會構(gòu)成系統(tǒng)問題。例如，將彈性球以初速度直線拋向光滑直角的墻壁，彈性球拋出距離水平面高度h距離墻壁x的m點，求出水平初速度？在對問題進(jìn)行解析的過程中，經(jīng)過詳細(xì)閱讀題目得知，題目為特殊碰撞，若按彈性球?qū)嶋H運動軌跡解答題目，會導(dǎo)致運算過程非常復(fù)雜，不僅解題效率低耗費時間長，最終也難以確保解題結(jié)果的準(zhǔn)確性。教師這時指導(dǎo)學(xué)生采取對稱性方法解答，問題就成為了單純的平拋運動，彈性球?qū)ΨQ性運動軌跡為m-n，實際運動軌跡為m-n，彈性球即將回落水平面n點時，在對稱墻壁的情況下n，將后期數(shù)學(xué)運算過程進(jìn)行了簡化，提高解題效率的同時，有效節(jié)約了解題時間。

（二）對稱性在高中物理力學(xué)特殊碰撞問題中的合理運用

高中物理學(xué)中的碰撞問題可以簡答理解為不同的物體或者粒子以不同的速度和狀態(tài)進(jìn)行的碰撞，進(jìn)而產(chǎn)生相互作用力。根據(jù)高中物理學(xué)相關(guān)定律可以知道，不同物體發(fā)生碰撞時，會產(chǎn)生能量的轉(zhuǎn)移，可以根據(jù)能量轉(zhuǎn)移的方式將碰撞劃分為彈性碰撞和非彈性碰撞兩大類型。彈性碰撞過程中，不同物體系統(tǒng)內(nèi)部的動能并沒有因為碰撞而產(chǎn)生任何細(xì)微的變化，也就是說發(fā)生彈性碰撞的物體系統(tǒng)內(nèi)部的動能并沒有轉(zhuǎn)化成為別的能量，而非彈性碰撞則與彈性碰撞有著很大的差異性和區(qū)別性，發(fā)生非彈性碰撞物體系統(tǒng)內(nèi)部的動能總量發(fā)生了變化，大多數(shù)情況下，該物體系統(tǒng)內(nèi)的動能會減少，減少部分會轉(zhuǎn)化為其他形式的內(nèi)容，進(jìn)而導(dǎo)致該物體系統(tǒng)內(nèi)部的能量總數(shù)發(fā)生改變。除此之外，還存在一種發(fā)生幾率較小的比較特殊的碰撞類型，如果學(xué)生根據(jù)小球運動軌跡來尋找問題答案，會在無形之中增加問題解答的難度，但是，如果學(xué)生掌握對稱性相關(guān)知識并利用對稱性來解決該問題，那么這個問題就會變得簡單。比如，水平方向的一個比較有彈性的紅色小球被拋向前方光滑平整的墻面，小球被拋出位置o與水平面的實際距離是h，與墻壁之間的距離是s，紅色小球與墻面的碰撞只是一瞬間的事情，紅色小球在碰到墻面時的動能并沒有減少，在兩者發(fā)生碰撞之后，紅色小球掉落在了離墻面有2s距離遠(yuǎn)的地方，求解紅色小球被拋出時的原始速度。在該力學(xué)問題中，如果學(xué)生按照紅色小球?qū)嶋H的運用軌跡來推算的化，推算步驟較長，會在無形之中增加學(xué)生解答這道問題的時間，這時，學(xué)生可以換個角度和換一種解決方式，利用對稱性的基本原則來將問題轉(zhuǎn)化為平拋運動，畢竟小球與墻面發(fā)生碰撞的時間特別短，加之，小球從始至終的動能既沒有減少又沒有增加，兩者在發(fā)生碰撞之后，紅色小球的運動速度并沒有絲毫的變化，因此，可以將紅色小球被拋出到落地的運動歸納為物體連續(xù)性的自由落體運動，從而根據(jù)相關(guān)的計算公式來得出小球被拋出時的速度。

三、結(jié)語

高中物理力學(xué)問題中對稱性的靈活運用可以降低問題的難度，提高學(xué)生成功解答問題的幾率。因而，高中物理老師應(yīng)積極主動的傳授學(xué)生關(guān)于對稱性解題方法的相關(guān)知識，幫助學(xué)生提高對稱性解題方法的熟練使用程度，將原本復(fù)雜難懂的問題轉(zhuǎn)化為簡單具體的問題，實現(xiàn)高中生物理成績的提高以及高中物理教育事業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]唐德漢，蔡坤.“對稱性”在高中物理力學(xué)問題中的意義探究[J].文理導(dǎo)航，2016，（7）：133.

[2]孫春禮，李元法.“對稱性”在高中物理力學(xué)問題中的應(yīng)用[J].中學(xué)生數(shù)理化，2015，（9）：16.

[3]胡孟林.新課標(biāo)下對稱性在高中物理力學(xué)問題中的應(yīng)用探討[J].讀寫算，2015，（1）：26.

[4]劉丹，胡森.淺談大學(xué)物理中體現(xiàn)的物理學(xué)思想——以力學(xué)為例[J].湖北第二師范學(xué)院學(xué)報，2014，（8）：91.

[5]李明，磨季云，陳桂娟.力學(xué)專業(yè)“數(shù)學(xué)物理方程”教學(xué)中現(xiàn)代數(shù)學(xué)工具的應(yīng)用[J].教育教學(xué)論壇，2016，（13）：198.