浅谈物理学中的数学思想方法

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1、浅谈物理学中的数学思想方法　　物理学的发展与数学息息相关，这两门学科之间存在着不可分割的联系，下面是小编搜集整理的一篇探究物理学数学思想方法的论文范文，欢迎阅读查看。　　摘要：众所周知，数学作为一种工具，帮助人类认识自然界的基本规律，已有几千年的历史了，它是在解释自然现象中总结出来的，不管是观察实验还是理论研究，无论是从感性认识还是到理性认识，数学思想方法是不容忽视的研究自然的思想方法。尤为明显的是，在物理学的研究中发现数学思想与方法在其中的应用是最广泛的，数学思想与方法也为物理学解决了很多理论问题。现在物理

2、学之所以能成为数学化程度最高的一门学科，也正是由于有了数学思想方法在其中的广泛应用。就物理学和数学之间的关联、物理学中的数学思想方法以及数学思想方法在物理学中的应用做一浅略的分析。　　关键词：物理学;数学;关系;数学思想;数学方法　　物理学的发展与数学息息相关，这两门学科之间存在着不可分割的联系，数学是研究物理学的基本工具。无论是过去还是现在，一般的物理学家也是数学天才，比如，赫茨、高斯、爱因斯坦等等，他们也会从数学的角度去研究物理学中存在的问题，这样建立的物理模型就更加形象化了，他们会根据研究对象的特点，运

3、用数学思想与数学方法进行描述、作图、计算和推导，从而对物理学中出现的问题作出分析和推断。随着物理学的不断发展，我们可以总结出数学思想与数学方法在物理学中具有很重要的作用，应用渗透之深是显而易见的。　　一、物理学　　根据所研究的物质运动形态和具体对象的不同，现代物理学可分为力学、声学、热学和分子物理学、电磁学、光学、原子物理学、原子核物理学、固体物理学等。在物理学的领域中，研究的对象是宇宙的基本组成要素：物质、能量、空间、时间及它们之间的相互作用;由基本定律与法则来了解宇宙的物质系统。古典物理学是与它极相像的自

4、然哲学的研究所组成的，直到19世纪物理学才从哲学中分离出来成为一门实证科学。物理学与其他许多自然科学息息相关，如，数学、化学、生物和地理等。特别是数学、化学、生物学。化学与某些物理学领域的关系深远，如，量子力学、热力学和电磁学，而数学是物理学最基本的研究工具。　　二、物理学与数学的关系　　物理与数学两门学科之间是相互渗透、相互交叉的。物理学的发展依赖于数学，数学是物理学的表达形式。数学高度的抽象性能够概括物理运动的所有空间形式和一切物理量的关系。数学以极度浓缩优美的语言写出了物理世界的基本结构和规律，唯有数学

5、才能以最终的、精确的和便于表述的形式解释自然规律，只　　有数学才能应用于变幻莫测、极其复杂的物质运动过程之中。因此，数学是创立和发展物理学理论的主要工具。　　三、物理学中的数学思想方法　　众所周知，数学思想在物理学中的应用是很广泛的，比如现在的中学，物理学科的老师总是会强调，要打好物理学的基础需要从培养好学生的数学思想为起点。另外，加强数学思想的渗透是新教材的一个体现，比如，探索弹簧振子周期与哪些因素有关探索弹簧弹力与伸长的关系。而且微积分思想在物理学中也有所应用和渗透。　　1.函数思想　　在物理学中，我们有

6、时候往往会用到函数思想来审视物理中的变量，建立相应变量之间的函数关系，通过选择函数的表达形式，如，图像、解析式、列表等，可以将物理中的定量问题和定性问题相互转化，其优美与流畅确实令人惊叹。　　2.测量转换思想　　测量转换思想在物理学中也有着很重要的作用。在物理的过程中，实验的测量转换思想随处可见。例如，在卡文迪许扭称实验中，万有引力非常小，是测量不出来的，让学生自己去体会实验思路，首先是将万有引力的测量转换成测力矩，然后将力矩的测量又转换成测金属丝扭转的力度，这一系列的测量转换思想运用得如此成功，将很小的万有

7、引力表示出来。还有在物理学中物理量被转换成电学物理量来进行测量是极其常见的，还有各种各样的传感器也是利用这样的原理。总之，转换测量思想在物理学中的应用也是占了很大的比例的。这些都是数学思想方法的具体应用。　　3.数形结合　　(1)以数解形　　指由数入手，将有涉及图形的问题转化为数量关系来研究，对图形做精细的分析，从而使人们对直观图形有更精确、理性的理解。有的物理问题，已知一个描述在物体运动过程中某一状态的示意图，或是描述物体变化规律的示意图等，在解决这类问题时，只靠原图形是解决不了问题的，必须通过分析，忽略或

8、者简化某些物理过程，将原图进行变换，得到描述运动过程中某一状态的图形，然后将图形问题转化成代数问题，找出所求物理量与已知物理量的关系，建立方程。　　(2)以形助数　　指从形入手，通过对图形的观察处理，实现抽象概念与具体形象的联系与转化，以抽象为直观，化难为易。我们可以先借助草图，建立方程，然后再做代数运算，最后通过图形解决。　　4.函数方法　　一个物理过程中，物体的各种物理量随时间变化，各种物理量之