金書陽

摘要 將對(duì)稱思想運(yùn)用到高中物理解題中經(jīng)常會(huì)起到意想不到的效果，能夠有效簡(jiǎn)化試題求解過程，從而我們就能夠快速得出試題答案。同時(shí)對(duì)稱思想還能夠讓我們學(xué)生啟發(fā)思想、開拓視野、掌握概念與定理、培養(yǎng)起良好的物理問題分析與解決能力，在考試中取得優(yōu)異的成績。本文主要通過運(yùn)用一些常見的案例來分析對(duì)稱法在高中物理解題中的巧妙運(yùn)用，以期可以為其他同學(xué)提供一些思路上的借鑒。

關(guān)鍵詞 對(duì)稱法 高中物理 解題 應(yīng)用

對(duì)稱具體來說就是指圖形或者物體關(guān)于某個(gè)點(diǎn)、某條線或者平面存在著大小、形狀、排列上的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。對(duì)稱思想能夠?qū)?fù)雜問題簡(jiǎn)單化，讓我們?cè)诮忸}時(shí)抓住問題的本質(zhì)，出奇制勝，達(dá)到事半功倍的效果。而合理運(yùn)用對(duì)稱法的關(guān)鍵在于迅速找到事物中所存在的對(duì)稱性，從而發(fā)現(xiàn)得出答案的捷徑。下面將結(jié)合筆者自身的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，通過具體的例子來說明對(duì)稱法在高中物理解題中的應(yīng)用，以期與其他同學(xué)進(jìn)行交流互動(dòng)，分享學(xué)習(xí)心得。

1對(duì)稱法在運(yùn)動(dòng)力學(xué)中的運(yùn)用

對(duì)稱法在高中物理中應(yīng)用最多的還數(shù)運(yùn)動(dòng)力學(xué)，其中也包括物體受力平衡。當(dāng)物體通過掛鉤、滑輪等作用時(shí)，由于受到繩子的拉力以及繩子自身長度都具有對(duì)稱性，因此可以很輕松地運(yùn)用對(duì)稱思想來解題。在豎直上拋運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)中，時(shí)間、位移以及速度都具有對(duì)稱性；在簡(jiǎn)諧振動(dòng)中，平衡位置為對(duì)稱點(diǎn)，而物體運(yùn)動(dòng)位移、速度、加速度等都具有對(duì)稱性，動(dòng)能、勢(shì)能轉(zhuǎn)化也具備對(duì)稱條件。

例1如圖1所示，四塊相同的木板通過力F而壓在一起，同時(shí)在空中處于靜止?fàn)顟B(tài)，試分析第二塊木板與第三塊木板問的摩擦力。

解析：在空間位置上可以看出第二塊木板與第三塊木板處于對(duì)稱狀態(tài)，因此二者的受力情況一致。假設(shè)第二塊木板給第三塊木板的摩擦力為f，其方向豎直向上，那么第三塊木板也會(huì)受到第二塊木板給的摩擦力，其方向也豎直向上，這與牛頓第三定律作用力與反作用力問的關(guān)系不符合，因此假設(shè)不成立，即第二塊木板與第三塊木板問的摩擦力0。

例2如圖2所示，兩個(gè)質(zhì)量分別為M與m的木塊通過輕質(zhì)彈簧連在一起，放置于水平地面上。試求：當(dāng)在上面的木塊上施加多大壓力邢寸，才剛好可以在撤去該力之后，上面的木塊跳起讓下面木塊離開地面？

解析：該類型的試題可以通過能量守恒定律進(jìn)行求解，但是計(jì)算過程非常繁瑣，而如果結(jié)合彈簧形變與簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)所具有的對(duì)稱性進(jìn)行分析，那么此題的答案就顯得一目了然了。當(dāng)大小為F的拉力作用在上面的木塊上時(shí)，要使下面木塊離地，則拉力F≥（M+m）g。由于彈簧在發(fā)生彈性形變時(shí)具有對(duì)稱性，因此要想出現(xiàn)題干中所要求的情況，就需要讓拉力，的最小值為（M+m）g。