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數(shù)學在物理中的應用方法
在平日的學習、工作和生活里,大家都知道數(shù)學吧,以下是小編整理的數(shù)學在物理中的應用方法,供大家參考借鑒,希望可以幫助到有需要的朋友。
數(shù)學在物理中的應用方法 1
雖然解高中物理題時能否將物理條件用數(shù)學式表達出來,屬于應數(shù)用學處理物理問題的能力.而現(xiàn)在高考中所謂的難題就是要求學生有這種能力。
一、 數(shù)學應用一——圖像
物理狀態(tài)、過程以及物理量之間的關系是研究、處理物理問題的重要方法和手段,在高中物理里有很多這方面的內(nèi)容。如力學中的v-t、s-t圖線,振動圖線和波形圖,熱學中的p-V圖、p-T圖等,電學中的電路圖、I-U圖,以及根據(jù)題目自己建立坐標系作圖等等。這些圖像中,很多并不是我們觀察到的實物圖,而是一些量與量之間的關系圖線、示意圖。從圖像中利用數(shù)學知識我們知道兩個物理量用圖像表達是什么函數(shù)關系,正比例函數(shù),一次函數(shù),二次函數(shù)或其他,圖像的切線,圖像的橫截距、縱截距,圖像的漸近線,圖像的斜率,圖像的交點、圖像與軸所圍面積等各代表什么含義。在平時學習時,一定要把它們的物理意義弄清楚。同時培養(yǎng)自己用圖像處理物理問題的能力。
二、 數(shù)學應用二——空間想象力
學習立體幾何要求有空間想象力,同時有把空間圖形轉成平面圖的能力。同樣物理也要求把一立體圖轉化成側視、俯視、仰視等利于自己解題的平面圖。掌握了這方面能力,對理解這道題意有相當大的幫助。高中物理中如斜面上的力學題,電磁學中涉及v、B、F、I等物理量方向的題,一般題目中給出的都是實物立體圖,如在練習中加強自己對空間想象力的培養(yǎng),那處理這類題目就不會手足無措了。
三、 數(shù)學應用三——最值問題
數(shù)學中的二次函數(shù)求極值,基本不等式求極值在高中物理中應用得非常普遍。比如熱學中經(jīng)常求溫度至少升高到多少可以使管內(nèi)水銀全部溢出等題就用到了二次函數(shù)求極值,而很多學生看到列式中的P、V就不會求極值了,一旦把他們轉成X、Y就會了,說明學生對于數(shù)學在物理學科中的應用能力還相當缺乏。所以要學會舉一反三,培養(yǎng)自己數(shù)學知識滲透物理解題的能力。
四、數(shù)學應用四——公式靈活運用
解某數(shù)學些物理題目時進行適當?shù)臄?shù)學處理可以使題目簡單化,比如矢量和向量的對比轉化,正弦定理、余弦定理的應用,相似三角形的應用等。但經(jīng)數(shù)學處理后得到的結果,在物理上是否合理、是否合乎實際以及所得結果的物理意義如何,都需要進行討論和判斷,這種能力和素養(yǎng)對學生是很重要的。
由此可見,用數(shù)學處理物理問題的能力是一種非常重要的能力。高考中中出現(xiàn)這種學科間相互滲透的題目,更能考查學生學習水平和學習能力,所以作為高三學子在高考前更應重視、加強這方面的訓練。
數(shù)學在物理中的應用方法 2
一、數(shù)學對物理學研究的作用
數(shù)學作為研究物理學的重要工具和方法,其主要作用有:
。1)用簡潔、精確的表達方式描述物理概念和規(guī)律。
。2)為分析和解決物理問題提供了計算工具
。3)提供了科學抽象的手段,促進了物理規(guī)律和理論的建立。數(shù)學方法是推理、論證的有效工具和抽象手段,在物理實驗中得到的實驗數(shù)據(jù),用數(shù)學方法進行推導證明,歸納總結出物理規(guī)律。在物理概念和物理理論建立過程中,離不開數(shù)學方法和數(shù)學思想,學生在分析和解決物理問題時更離不開數(shù)學知識。
二、如何培養(yǎng)學生運用數(shù)學解決物理問題的能力
。ㄒ唬┡囵B(yǎng)學生用數(shù)學符號表示物理概念和規(guī)律的能力
物理學的許多概念和規(guī)律都要用數(shù)學符號(如圖形、圖像)和公式來表示。例如,一些物理量通常采用比值定義法,就是用兩個基本物理量比來定義一個新的物理量,這種方法在物理學概念定義中占有相當大的比例,ρ,R,E等都采用了比值定義法;再如,用公式F=ma和F=-F′分別表示牛頓第二定律和牛頓第三定律,這樣既簡潔又準確地表達了牛頓運動定律的內(nèi)容;用s-t圖像、v-t圖像來描述物體運動規(guī)律,便于分析和解決有關運動學問題等。
。ǘ┡囵B(yǎng)學生分析實驗數(shù)據(jù)利用數(shù)學知識建立物理公式的能力
物理學是以實驗為基礎的科學,許多定律都是對實驗數(shù)據(jù)進行定量計算,抽象和歸納出來的,在實驗教學中,數(shù)學運用是必不可少的。在教學過程中,培養(yǎng)學生從實驗數(shù)據(jù)出發(fā),通過分析,用數(shù)學工具歸納出物理公式,不僅可以加深對公式的理解,還能靈活運用公式解決物理問題,有助于學生在以后科技工作中打好基礎。
(三)培養(yǎng)學生用數(shù)學方法對物理問題進行分析、計算的能力
數(shù)學作為物理學研究的工具,我們在應用時要分析物理過程,明確公式的物理意義和它的適用范圍,選取適當?shù)臄?shù)學方法進行分析、計算,達到解決物理問題的目的。還有數(shù)形結合是數(shù)學中非常重要的思想,因此圖像法也是解決物理問題慣用的方法,結合圖像分析物理問題,不僅對解決問題帶來了很大的便利,而且有助于學生加深理解物理概念和規(guī)律。解決物理問題時數(shù)學方法用得得當,給我們運算帶來了方便的同時更利于物理問題的解決。
三、運用數(shù)學知識解決物理問題的注意事項
1.解決物理問題不能單純從數(shù)學關系上理解公式,要結合物理規(guī)律弄清公式的物理意義。
2.運用物理公式和定律解決問題,不能只是代入物理公式進行數(shù)學計算,要搞清物理公式適用的條件和范圍。
3.用數(shù)學知識解決物理問題時,不能只是簡單代入公式進行數(shù)字計算,要加上必要的文字說明,這樣才能使解決問題的物理過程思路清晰,必要時還要對計算結果進行分析,看是否符合物理意義。
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