对称性在高中物理力学问题中的应用

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1、“对称性”在髙中物理力学问题中的应用李雪琪山东省寿光现代中学2015级26班摘要：高屮物理力学问题作为高屮物理学科的重要组成部分，是高考考试的重点内容，因此在学习高中物理知识的过程中，了解掌握高中物理力学问题的“对称性”解题方法和思路，不仅是高中阶段的重耍任务，也是为円后学习高中物理奠定扎实基础的关键。文章主要分析了“对称性”在高中物理力学问题中的应用，以供参考完善。关键词：对称性;高中物理;力学问题;应用;随着素质教育改革不断深入，在高考中高中物理的地位愈发突出，使得高考物理成绩成为决定高考成败的关键一步。高中物理知识十分复杂，其中物理学问题不仅包括物理力学的相互作用

2、、牛顿定律和匀变速直线运动，还包括曲线运动、机械能、动量以及振动和波，虽然力学例题简洁，但要想解出正确的问题答案，所用到的知识内容较多，需要通过灵活变通冰能得到。1“对称性”应用到髙中物理力学问题的重要性在新课程标准改革的背景下，各个学科的学目标都是在全面落实知识内容的棊础上，提升自身的综合素养。而在高屮物理学科的学习过程屮，物理力学部分作为学习的难点与重点，在高考考试中占有很大的比重。因此在学习的过程中，要想提升自身的考试成绩，必须认识到解物理力学问题的重要性与难度，正确掌握“对称性”的解题方法与思路，这样高中物理力学问题才能自然而然的迎刃而解［1］。2“对称性”在高

3、中物理力学问题中的应用2.1解物体质量的问题:在高中物理力学问题中，对于对称分布的物体，由于平衡能力自身均满足与物体所受的外力、力矩对称的要求，因此在解物体的中心位置时，质量均匀分布，II形状系中心对称的物体，中心位置就是几何中心，这样解题便会简单化。相反如果几何形状不对称时，可采用“割补结合”的方式，将其转化为对称的问题来解答m。例如在“一根圆台形木杆，质量匀称分布。其中木杆轴线两端为ab,经过木杆的重心和中轴线和互垂直的直线为CD,假设顺着CD将木杆锯开，请比较木杆鋸开后，两部分重力的大小。”的力学问题中，通过分析可知，要想解出木杆两部分的重力大小，需要确认木杆的中

4、心位置，这时可依据题型已知条件，通过割补方法绘制具体的图形，在图形ECDF和CPQD的重心位置标出61与么，冇关的辅助线标为DS、MN与CR,让图形Q1ND、CRSD与直线CD转变成对称性问题,紧接着将阴影阁形EMNF的中心位置标为G3,在阴影部分CPK与DSQ结合的中心位罝标为Gb得出OGXOG、，依据力矩平衡公式解得0303=0.义00.1,03〈0.,,可以求出GXG2O2.2解特殊碰撞类的问题：物理学屮的“碰撞”现象是指两个物体，或者是粒子之间的相互作用。例如在“沿水平方向将1个弹性小球抛向1堵墙，抛出点0与水平面的距离为h,距墙壁的水平距离为s，小球与墙壁

5、碰撞时间较短，且碰撞时弹性小球的动能没有发生改变，发生碰撞后落在距墙壁2s的水平面上，求小球被掷出时的初速度。”的力学问题中，如果从小球的实际运动轨迹来计算，解答的吋间过长，而应用“对称性”解题方法将其转变成平抛运动：因小球与墙壁碰撞的时间短暂，且动能没有发生改变，表明碰撩后水平分速度反向、竖直分速度大小、方向无任何变化，将小球从掷出点到落地点沿竖直方向看作连续自由落体运动，从而求出：匕操g，又t=tl+t2=v(»+v。，即是操g=v。，解v0=3s2操ho2.3解抛物体运动的问题：在学习高屮物理知识的过程屮，曲线运动屮的抛物体运动作为学习的重难点，运用正确的解题方法

6、与思路来解答，能够将物理力学问题简单化m。例如在“在平衡板电容器中存在数值向下均强电场E，重力不计离子电量为+q，质量为ni，从A点以的初速度向水平方向夹角e的斜方向运动，高度为H，高点为0，求出0jD02的运动吋间。”的力学问题中，可以看出该题型系斜抛物体运动，了解离子运动的特点后，其对称性比较明显，这时假设OjUO。经过0点时，运动的时间相同，那么初速度从0到02的平抛运动所使用的时间是2倍，竖直方向是匀速加速的直线运动，即是a=qE/m,H_h=at•2，解得〖=橾UE理物理力学问题中的抛物体运动，将复杂问题简易化，可轻松解决物理力学问题。3结束语综上所述，在学习

7、高中物理知识过程中，有效应用“对称性”的解题方法，对提升自身解题能力具有重要意义。但是在实际学习物理力学知识时，要想充分发挥“对称性”解题方法的效用，还需将其灵活运用到抛物体运动、物体质量和特殊碰撞类等物理力学问题中，进行问题转化，才能提升自身的对称性思维与解决问题的能力，从而提升考试成绩。参考文献[1]唐德汉，蔡坤.“对称性”在高屮物理力学问题屮的意义探究[J].文理导航•教育研宄与实践，2016，(7):133-133，134.[2]孙春礼，李元法.“对称性”在高中物理力学问题中的应用[J].中学生数理化:学研版，2015(9):16