内容发布更新时间 : 2024/11/15 21:23:29星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
对称性在高中物理力学问题中的应用
作者：陈卓涵
来源：《知音励志·教育版》2016年第10期
摘 要力学问题无疑是高中物理中的重难点，无论是出题比例还是难题分布，力学在高中物理题目中都占有非常重要的地位。在进行力学问题解答的时候，关键是要找对方法，使用合适的解题方法将会大大减少问题的解答难度，对称性正是一种有效的解题方法。本文叙述了“对称性”的解题意义，同时对解题类型进行举例分析。 【关键词】对称性；高中物理；力学问题；高中力学问题
使用对称性解决题目，将会使得很多难题都迎刃而解，避免复杂的数学公式计算，提高解题的速度和效率，具有很好的解题效果。因此为了学生在解决高中物理力学问题的时候，能够迅速解答，对“对称性”这种解题手段的培养十分重要。 1 “对称性”在高中物理力学问题中的重要意义
在高中的物理教学中，力学既是教学的重点，也是教学的难点。关于物理力学的题目所占比例非常大，难题也往往是从力学的角度进行出题。因此，掌握物理力学题目的解决方法十分重要，如果将正确的结题方法教给学生，那么学生的物理水平都将得到较大的提高。由于力学的题目变化十分丰富，因此解答的手段也比较多样，对称性就是一种非常有效的解题手段，运用得当可以解决很多物理上的难题。学生在使用这种思维方法进行题目解答的时候，也会独立自主的对方法的有效性和可行性进行思考，使得学生的思维能力也有了较大的提高。学生使用对称性成功解决题目后，对激发学生的学生兴趣也十分有利。 2 通过“对称性”原理解决抛物运动问题
抛物运动问题的解决的时候要注意几个关键信息：
（1）在做抛物运动的物体都是有一定的初速度的，根据初速度的方向，又有两种比较特殊的初速度，竖直向上的初速度和竖直向下的初速度。当速度方向为竖直向上的时候，就为竖直上抛运动，当物体的速度方向竖直向下的时候，就为竖直下抛运动。
（2）第二点要注意就是重力。在做抛物运动的物体在运动的整个过程中都有且仅有重力的作用（不计空气阻力的情况下），不论是平抛运动、竖直上抛运动、斜抛运动还是竖直下抛运动都是如此。
这两点在做题的时候要牢记清楚。对于斜抛运动，可以运用对称性的原理，以过运动最高点的竖直直线为对称轴，将斜抛运动看作是以该数值直线为对称轴的两个平抛运动的组合，可以将问题大大简化。在解答抛物运动的物理题目的时候，可以通过一些辅助手段，将问题转化
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
为可以使用对称性解决的物理问题。例如可以通过做辅助线，来将物体的运动看成一条完整的抛物线，然后再利用对称性进行解答， 很多难题将会迎刃而解。很多难题的难点就在于很多学生不会对问题进行转化，利用“对称性”的解题手段可以锻炼学生的问题分析能力和转换能力。
3 通过“对称性”解决物体质量分布不对称的问题
高中物理力学方面一类出现频率非常高的问题就是对称平衡分布的问题，这类问题往往需要学生对于物体的几何中心求解，而且题目难度较大的问题求解的对象往往是质量不均匀的物体，而对称性是解决这类问题的有效解决方法。首先要明确几何中心的概念，对于形状对称分布并且质量分布均匀的物体，物体几何中心和物体的重心位置重合，但是对于物体的几何形状不对称的物体，或者是质量分布不均匀的物体，其几何中心的位置与物体的重心就不再重合。为了解决这类问题，首先可以对这类问题进行转化，因为对于质量不均匀、几何形状不均匀的物体，是没有办法对其直接进行求解的，可以利用割补的方法，将问题转化为可以使用对称性解决的一类问题。
4 “对称性”解题方法处理特殊碰撞类问题
对于高中物理的碰撞类问题，最常用的方法就是运用机械守恒定律和质量守恒定律进行解答，但是如果适当使用对称性进行解答，问题的解决效率将变得更高。例如当质量较大的物体和质量较小的物体发生碰撞时，小物体往往会出现弹射的情况，在弹射的过程中就会有对称关系的出现，例如小物体运动轨迹中的入射角和反弹角，这些角度的求解是离不开的对称性的应用的，使用对称性来解决类似的问题将会大大提高解题的速度，节约解题的时间。因此，对于题目要仔细观察，如果题目本身可以使用对称性进行解答，但是却使用数学公式来求解，那么问题的难度将会大大增加。 5 结语
在运用“对称性”进行问题解答的时候，关键是对问题进行转化。因此在培养学生利用“对称性”解题的时候，还可以锻炼和培养学生的问题分析能力。合理使用“对称性”可以提高学生的解题效率，将题目化整为零，降低题目的难度。因此，培养学生对于“对称性”题目的解答能力是具有十分重大的意义的。 参考文献
[1]许静.普通高中物理课程内容与大学物理课程内容的适切性研究[D].重庆：西南大学，2007（04）：01.
[2]樊峰伟，肖瑞雪.论知识可视化在高中物理教学中的应用——以“力学”为例[J]. 新课程（下），2015（04）：28.
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
[3]赵金明.转换思维方式 重现“柳暗花明”——摩擦角在处理高中物理力学问题中的应用[J].中学物理教学参考，2011（05）：10.
[4]刘爽.从大学物理高度看高中物理教学——以高中电磁学教学内容为例[D].长春：东北师范大学，2010（05）：01. 作者简介
陈卓涵（2000-），男，河北省衡水市人。现为河北省衡水第一中学在读学生。 作者单位
河北省衡水第一中学 河北省衡水市 053000