探討如何避免物理問題數學化

（長郡中學 湖南長沙 410000）

引言

物理問題的解答離不開數學知識，但如果在面對物理問題時完全利用數學思維進行解答，那么最終得出的答案就很容易出現錯誤，同時也會給我們的物理學習帶來很大麻煩，因此，避免物理問題數學化對于高中物理學習來說是非常重要的。[1]

一、物理問題數學化的表現

1.輕視物理概念

物理概念是對現實世界客觀規律的總結，其對于物理問題的解決有著非常重要的指導性作用，然而由于物理習題與數學習題在解題方式上比較相似，而高中生接觸物理學科的時間又比較短，尚未形成正確的物理問題解題思維，因而在面對物理習題時，很多學生常常會過于重視計算，而忽視題中隱含的物理概念，從而出現物理問題數學化的情況。[2]

例1 某汽車以36km/h的速度在高速公路上進行直線行駛，在前方出現障礙物后及時進行剎車后得到的加速度大小為4m/s2，剎車一段時間后汽車靜止，那么汽車剎車后出現的位移距離是多少？

例如在例1中，已知汽車行駛速度為36km/h、剎車后加速度為4m/s2，根據這些條件可知剎車后汽車位移的時間為9s，為求出剎車后的位移距離，很多學生都會利用已知條件與勻變速直線運動規律進行計算，之后直接求出汽車剎車后的位移距離。但需要注意的是，汽車在剎車后的速度是逐漸遞減的，因而汽車剎車后的勻變速直線運動實際上屬于勻減速直線運動，這說明汽車剎車后的加速度并非4m/s2而是-4m/s2，這樣在已知條件出現錯誤的情況下，學生自然也就無法通過計算求出正確答案。如果在數學習題中，給出已知條件的情況下直接利用公式進行計算并不會出現這樣的問題，然而在物理學科中，勻變速直線運動實際上分為勻加速直線運動與勻減速直線運動，如果我們在解題過程中忽視了這一概念，那么解題的正確率就會受到很大的影響。

2.忽視物理事實

物理學科的知識內容不僅來源于現實世界，同時也需要應用于現實生活之中，因而在高中階段，大多數的物理習題都與現實生活中存在著密切的聯系，同時題目也會以現實生活情景的形式呈現出來。在這些習題中，很多必然規律并不會直接列出，而是會隱藏在題目構建的現實生活情景之中并作為題目給出的已知條件之一，如果我們在審題過程中未能加以注意，就很容易忽略，但這些條件對于解題來說確實必不可少的。同樣以例1為例，根據題目中的剎車后加速度、汽車行駛速度等已知條件，一些學生已經認識到了汽車在剎車過程為勻減速直線運動這一隱藏概念，之后根據汽車行駛速度與剎車后加速度求出汽車剎車到靜止的時間，利用勻變速直線運動規律中速度與時間的關系公式得出剎車后位移時間為10s，之后再根據位移公式求出正確的位移距離，這一解題過程雖然看上去并不存在問題，但實際上剎車后的最后一秒汽車已經進入靜止狀態，即速度為0m/s，那么其位移時間自然也就不是10s而是9s，學生忽視了汽車速度降為0后不再位移這一物理事實，直接帶入錯誤的位移時間進行計算，其結果自然同樣是錯誤的[1]。

3.盲目套用公式

在物理問題的解答過程中，物理公式的運用是非常關鍵的，但每一個物理公式都有著明確的適用范圍，如果忽視了其限制條件而盲目使用公式，那么就會給物理問題的解答帶來麻煩。例如摩擦力具有著物體間相互接觸、物體間有相互擠壓作用、物體接觸面粗糙、物體間有相對運動趨勢或相對運動等四個判定條件，只有滿足這些判定條件，問題才適用摩擦力相關公式，如果我們在解題時在題目已知條件未滿足摩擦力判定條件的情況下就盲目套用公式，那么解題思路就會陷入誤區，答案也會出現錯誤。

二、避免物理問題數學化的有效策略

1.重視物理概念與客觀規律

物理學科雖然與數學學科存在著緊密的聯系，但卻是以各種物理概念為基礎的，只有對物理概念有著準確、深入的理解，在面對物理習題時才能夠迅速抓住問題的核心，并盡快找到正確的解題思路，反之如有對于物理概念的理解比較模糊，那么在解題時也會很容易陷入誤區。因此，我們在進行物理學科的學習時，需要對物理概念的含義、內涵、延伸、定理、定律、公式等進行明確，同時了解公式中各符號的代表含義。同時在解題過程中也要注意結合物理概念展開思考，準確判斷題意，從而實現對物理問題的正確分析，避免將物理問題數學化。另外，物理問題的解答并不是簡單的計算，而是以現實世界客觀規律為基礎的，在面對生活化習題時，我們需要結合題中的情境對實際問題進行認知，尊重物理事實與客觀規律，從而對題目中隱含的條件進行明確。

2.嚴格審題習慣

在解答物理習題時，我們之所以會將物理問題數學化，在很多時候都是由于審題不清，未能發現題目必要中的物理語言描述與隱含條件，也未對中間量進行假設交代，總是急于找公式進行計算，從而導致解題錯誤。因此，在日常進行習題訓練時，我們需要注意仔細審題，將題目中出現的物理過程進行明確，之后再將各種已知條件列出來，從整體的角度來對題目進行審視，明確其屬于哪幾部分的知識，適用于哪些物理公式，之后再尋找解題思路，并利用公式展開計算，同時在解題結束后，還要注意根據答案對計算結果的正確性、合理性進行檢查，提高解題的準確率。這樣長期下來，我們就能夠養成良好的解題習慣，解題步驟會更加規范，而物理問題數學化的情況也能夠得到有效避免[2]。

結語

總之，物理問題數學化的表現與原因存在于很多方面，同時也會給物理學習與物理問題解答造成很大影響，但只要我們能夠規范自身解題習慣、重視物理概念與物理事實，并在日常學習中對公式、概念、適用條件等進行明確，這一問題就能夠得到有效避免。