李明全

【摘? ? 要】經(jīng)濟社會下物理技術在社會各領域中的廣泛運用，都提高了人們對物理教育事業(yè)的重視程度。而高中學生物理成績的高低，則直接影響了高中學生的高考成績，對高中學生未來發(fā)展都產(chǎn)生了深遠影響。高中物理涉及人們工作生活的方方面面，物理問題更是包羅萬象，應用范圍特別廣泛。常見的高中物理學問題主要包括物理力學、牛頓定律、曲線運動等，雖然這些物理學問題看似比較簡單，彼此之間毫無任何關聯(lián)性，但是每一個物理學問題的解決都必然會用到其他的物理學知識，對高中學生物理學理論知識的實踐運用能力以及靈活變通能力的要求較高。

【關鍵詞】高中物理? 力學問題? 對稱性? 應用研究

中圖分類號：G4? ? ? 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2020.01.130

高中物理力學問題不僅是整個物理課程的學習重點，更是高考過程中的核心要點。因此，為了讓學生可以更好的掌握物理知識規(guī)律，進一步提高學生的物理解題能力，教師應重視培養(yǎng)學生掌握物理對稱性的解題技巧方法，這樣有利于學生物理思維水平和解題效率的發(fā)展及提升。本文以下主要對高中物理力學對稱性解題方法進行了分析探討，并從拋體運動與物體質量等方面，提出了對稱性在物理力學解題中的應用策略。

一、分析對稱性在高中物理力學問題研究中的積極作用

高中素質教育以及新課程標準改革的大背景下，高中物理學科的教學模式、教學理念以及教學目標都發(fā)生了巨大的變化，在要求高中學生掌握更多物理專業(yè)理論知識的基礎上，更加重視高中學生物理素養(yǎng)以及物理實踐能力的培養(yǎng)。一直以來，力學部分都是高中物理教學的重點內(nèi)容，也是高中學生學習物理知識的難點，但是因力學問題在高中物理教學內(nèi)容中所占比例較大，是高考物理的必考知識點之一，因此，高中學生必須充分認識到學習物理力學相關知識的重要性，并做好力學知識的學習難度較大的心理準備，正確并合理利用對稱性的方法和思路來解決物理力學問題，有利于降低高中物理力學知識的學習難度和提高學生順利解答力學問題的幾率。

二、優(yōu)化措施分析

（一）物理力學中特殊碰撞問題的對稱性應用

物理學碰撞現(xiàn)象是兩個物體或粒子之間的相互作用，依據(jù)物體能量轉移方式，物體會出現(xiàn)彈性與非彈性兩種形式的碰撞現(xiàn)象，彈性碰撞必要條件為動能不會轉換成為任何形式的能量，而動能在系統(tǒng)碰撞前后都不會出現(xiàn)變化，非彈性碰撞是系統(tǒng)的一些動能形成其他內(nèi)能，導致整體動能無法守恒。以往物理試題中兩個物體會構成系統(tǒng)問題。例如，將彈性球以初速度直線拋向光滑直角的墻壁，彈性球拋出距離水平面高度h距離墻壁x的m點，求出水平初速度？在對問題進行解析的過程中，經(jīng)過詳細閱讀題目得知，題目為特殊碰撞，若按彈性球實際運動軌跡解答題目，會導致運算過程非常復雜，不僅解題效率低耗費時間長，最終也難以確保解題結果的準確性。教師這時指導學生采取對稱性方法解答，問題就成為了單純的平拋運動，彈性球對稱性運動軌跡為m-n，實際運動軌跡為m-n，彈性球即將回落水平面n點時，在對稱墻壁的情況下n，將后期數(shù)學運算過程進行了簡化，提高解題效率的同時，有效節(jié)約了解題時間。

（二）對稱性在高中物理力學特殊碰撞問題中的合理運用

高中物理學中的碰撞問題可以簡答理解為不同的物體或者粒子以不同的速度和狀態(tài)進行的碰撞，進而產(chǎn)生相互作用力。根據(jù)高中物理學相關定律可以知道，不同物體發(fā)生碰撞時，會產(chǎn)生能量的轉移，可以根據(jù)能量轉移的方式將碰撞劃分為彈性碰撞和非彈性碰撞兩大類型。彈性碰撞過程中，不同物體系統(tǒng)內(nèi)部的動能并沒有因為碰撞而產(chǎn)生任何細微的變化，也就是說發(fā)生彈性碰撞的物體系統(tǒng)內(nèi)部的動能并沒有轉化成為別的能量，而非彈性碰撞則與彈性碰撞有著很大的差異性和區(qū)別性，發(fā)生非彈性碰撞物體系統(tǒng)內(nèi)部的動能總量發(fā)生了變化，大多數(shù)情況下，該物體系統(tǒng)內(nèi)的動能會減少，減少部分會轉化為其他形式的內(nèi)容，進而導致該物體系統(tǒng)內(nèi)部的能量總數(shù)發(fā)生改變。除此之外，還存在一種發(fā)生幾率較小的比較特殊的碰撞類型，如果學生根據(jù)小球運動軌跡來尋找問題答案，會在無形之中增加問題解答的難度，但是，如果學生掌握對稱性相關知識并利用對稱性來解決該問題，那么這個問題就會變得簡單。比如，水平方向的一個比較有彈性的紅色小球被拋向前方光滑平整的墻面，小球被拋出位置o與水平面的實際距離是h，與墻壁之間的距離是s，紅色小球與墻面的碰撞只是一瞬間的事情，紅色小球在碰到墻面時的動能并沒有減少，在兩者發(fā)生碰撞之后，紅色小球掉落在了離墻面有2s距離遠的地方，求解紅色小球被拋出時的原始速度。在該力學問題中，如果學生按照紅色小球實際的運用軌跡來推算的化，推算步驟較長，會在無形之中增加學生解答這道問題的時間，這時，學生可以換個角度和換一種解決方式，利用對稱性的基本原則來將問題轉化為平拋運動，畢竟小球與墻面發(fā)生碰撞的時間特別短，加之，小球從始至終的動能既沒有減少又沒有增加，兩者在發(fā)生碰撞之后，紅色小球的運動速度并沒有絲毫的變化，因此，可以將紅色小球被拋出到落地的運動歸納為物體連續(xù)性的自由落體運動，從而根據(jù)相關的計算公式來得出小球被拋出時的速度。

三、結語

高中物理力學問題中對稱性的靈活運用可以降低問題的難度，提高學生成功解答問題的幾率。因而，高中物理老師應積極主動的傳授學生關于對稱性解題方法的相關知識，幫助學生提高對稱性解題方法的熟練使用程度，將原本復雜難懂的問題轉化為簡單具體的問題，實現(xiàn)高中生物理成績的提高以及高中物理教育事業(yè)的發(fā)展。

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