探析对称性在高中物理力学问题中的效用

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1、探析“对称性”在高中物理力学问题中的效用宋一鸣武汉市第二中学摘要：物理是高屮阶段屮最为关键的一门学科，在高考屮分数占比也十分大。在对物理知识进行学习的时候，我们需要抓住其中的重难点知识，对这些部分的知识进行深入的研宄，这样冰能够减少学习物理过程中的障碍。而力学问题是高中物理知识机构中关键的构成部分，对力学问题进行学习时可以在对称性角度入手。木文就以实际例题为基础，详细阐述了高中物理力学问题中对称性的有效使用。关键词：高中物理;力学问题;对称性;对称性是现代物理学中最为重耍的一个概念，具体是指物理理论知识或者是运动方程在一些变

2、量变化的情况下依旧不变。我们在学习高中物理的时候，明显的感受到力学知识是其中最为关键和基础的内容，最近几年在物理考试中也有出现。在对这方面的问题进行解答的时候要有效的使用对称性，这样不但能够让问题更加的简单，同时还能够有效的培养我们的思维能力。1对称性在力学物体质量问题中的有效应用高中物理力学中有质量分布均匀，但是形状不对称的物体。我们在对这类问题进行解答的时候，需要使用对称性知识求解这些问题，并且将问题更加简化，在此基础上保障解题质量。就以下面这道题为例：例题1:有一质量均匀的圆形木头,沿着木头中心并且垂直在木头中的轴线直

3、线开锯，请比较锯开的两部分木头的重力大小。解析:经过题目解析之后，我们可以知道问题的根木是两部分重心位置，若是直接性的确定两者重心位置，可能性以及准确性就很小。我们可以首先依据题目屮的描述画出具体图形，之后再使用割补的方式，将问题转换成为对称性问题，在此基础上进行有效的解答［1］。2对称性在力学特殊碰撞问题中的有效应用当两个物体或者是粒子之间产生极其短的相互作用，就是物理中的碰撩。根据物体能量转移方式，能够将碰撞分成弹性碰撞以及非弹性碰撞两种形式。弹性碰撞一般是指系统在碰撞之前和之后的动能没有出现变化，并且动能没有转换成为热

4、能以及其他形式能量，这就是弹性碰撞的必要条件。而非弹性碰撞就是系统部分动能转换成其他内能，进而导致Y整个系统的动能难以守恒。在我们常见的物理试题中，一般是将两个物体构成系统问题，就以下面这道题为例子。例题2:当前有一个直角光滑的墙壁，把一个弹性的小球在离墙壁x水平面高度h的点a上进行操作，以一定的初速度进行抛出。小球在和墙壁出现弹性碰撞之后，掉在距离墙壁的2x水平面b点，根据已知条件求出小球初始速度是多少？解析:在对这道题进行解析的时候，我们要对题A进行详细的阅读，这样才能够正确的解答题目。通过对题目的阅读之后，我们知道题中

5、是属于特殊性碰摘，若是我们将小球的实际运动轨迹作为参考，则在进行计算的时候就会十分复杂，解答题目花费的时间就比较长，并且也难以保障结果的准确性。在经过深入的研究之后，发现这道题目可以使用对称性方式来解答，具体就是把问题转换成为单纯性的平抛运动。题R屮小球实际运动轨迹为a-b，则对称性运动轨迹就是a-bz,即将落在水平面上的b点在墙壁对称的情况下得到b'。在此基础上就能够简化答题过程，提升我们的解题效率m。3对称性在抛体运动问题中的有效应用抛体运动是我们学习高屮物理运动学屮最难的知识点，抛体运动能够依据初期速度方向分成竖直运动

6、、下抛运动以及斜抛运动。若是依据运动性质，则就可以分成匀变速直线运动和匀变速曲线运动。在对这种类型的运动进行学习的时候，我们是把其作为两种直线运动的结合。平抛运动就是我们生活中常见的运动类型，例如体育中的掷铅球，而在斜抛运动轨迹方面，我们能够将其作为过运动最高点的竖直直线对称运动。就以下面这道题为例。例题3:在一个平行板电容器之间，具有均匀电场E，方向是竖直向下。不考虑重力粒子质量大小为m，电量为+q。在点A上以水平方向用速度为v进行操作，沿着和水平方向夹角为b斜向上运动。其中运动最高点是o点，运动最大高度是h,根据已知条件

7、求出这个粒子在距下极板高度是h的0从之间运动的时间。解析:在对这道题进行阅读之后，我们就能使用对称法对题A进行解答。根据题目中的条件中我们能够推算出，在电场中带电粒子进行的运动是斜抛运动，经过运动对称性特点就能够得出:物体在Ch—002过程中使用时间是以初速度是VDCOSb在0----02做的平抛运动使用时间的2倍，在竖直方向这个粒子进行匀加速直线运动，这个粒子在过程中运动的时间能够经过这道题总结出。在整体情况上看这个粒子是斜抛运动，不过在解析这个问题时依旧使用传统性类平抛运动规律进行解答，解答关键在于使用了类运动中具有的对

8、称性特点。这样就让我们在平时学习的时候，能够对自己思维能力的转换进行重视。4结束语力学知识是高中物理知识结构中的关键构成。在对这方面知识进行学习的时候，我们需要掌握一定的解题技巧，使用对称性知识对力学中的抛体运动以及质量等相关的问题进行解答，在此棊础上提升自己的解题效率与质量。参考文献[1