淺談初中物理中數學思維的應用

摘 要：物理和數學都是理科科目，數學是基礎性、邏輯性較強的科目，物理是與生活聯系緊密的科目，想要學好物理首先數學要學好，數學是一種工具，在解物理題目時要用到數學方法。諸如高斯、愛因斯坦等物理學巨頭，往往在數學界也有一定的造詣，他們從數學的角度上去審視物理學問題。隨著物理學的不斷進步，數學思維被用在了對物理題目的作圖、計算和推導上，故而，數學在物理中發揮著極為重要的作用，文章將選取幾個重點題目闡述數學思維在初中物理中的相關應用。

關鍵詞：數學思維;物理;計算;應用

一、 數學在初中物理中的應用較為突出的方面

（一） 數學為學習物理的概念、規律和結論等提供了簡潔、嚴謹的邏輯語言

1. 物理中的大部分結論都是用數學式子來表達的，這樣的表達方式更通俗易懂，簡潔。

2. 物理中的一些物理量和變化規律通常用數學圖像等數學語言來表達，從而更直觀。例如：UI圖像，st圖像，vt圖像等。

3. 在概念的學習中，數學語言有助于學生對概念的進一步理解和記憶，例如：密度（ρ）的學習，密度是某種物質單位體積的質量，僅根據概念來理解密度是較困難的，但如果給出數學公式ρ=m/V，就可以較容易的推導密度的概念和單位，并能夠理解密度是物質的特性，與物質的質量與體積無關，質量隨著體積的增大而增大，而比值不變。

（二） 數學為物理推理、論證提供了最有力的工具

在認識物理規律了解內在聯系的過程中，都要借助數學的思維，利用數學方法，我們可以把若干實驗數據歸納出物理規律。還可以從某個物理規律出發，進行科學演繹，推導出新的結論。科學家們正是這樣一步一步地發現各種規律的。如探究阿基米德原理F浮=G排的過程中，需要用物理中的稱重法測出F浮，也要用到數學中一些演算過程得出G排，從而比較兩者的關系，得出結論。

（三） 數學為解決物理問題提供了計算工具

解決各種物理問題時，通過分析比較，抽象概括，從而提煉出數學模型后，物理問題就變成了數學問題，物理問題的求解也就轉化成了數學方程的求解了。能不能順利的解答出物理問題，就看對數學運算方法是不是運用得非常熟練了。在處理物理問題時，會涉及大量的計算，都離不開數學這一工具。

二、 數學思維在初中物理教學中的具體體現

（一） 用數學比值方法解決物理問題

“比例法”是指用兩個已知的物理量的比值來表示第三個物理量的方法。比值法可以充分體現出在兩個物理量同時變化的條件下影響物理過程的真正因素。數學中的比例知識可以使一些復雜的物理問題顯示出明顯的規律性，簡便地解決問題。在定義一個物理量的時候采用比值定義，如速度、功率、壓強、熱值等等。解決物理計算題時用數學比例式也往往會簡化解題過程，達到意想不到的效果。

（二） 數學圖像方法解決物理問題

中學物理中有一些比較抽象的題目常常很難求解，如果能與數學圖形相結合，再適當地引入物理圖像，就可以變抽象為形象，突破難點，使解答物理題目大大地化簡，圖像法是近幾年中考的熱點，所以在解決物理題目中要密切關注圖像。

（三） 數學函數方法解決物理問題

用函數可以準確地把握各個物理量之間的關系，將物理問題轉化為簡單的數學問題，物理量的關系往往是相互制約的，當某個量發生變化的時候其他量常常伴隨著變化，在變化的過程中常常會出現函數問題，利用函數經常能夠化簡解題過程。

（四） 數學方程解決物理問題

“方程法”是指在求解某個物理量時，根據因變量與自變量之間的因果對應關系，列出方程，通過求解方程從而求出物理量的方法。方程法可以減少學生的數學過程思維，解決問題簡捷明了，便于學生發現因變量與自變量的因果關系。中學物理的計算中，絕大多數問題可以用方程法來解決。具體過程為：先找出與所要研究問題有關的各個量，確定因變量和自變量，根據與之相對應的規律，寫出公式和方程，代入數據即可計算。如果問題中有多個自變量，可根據問題中不同的物理過程及規律，找出其共同的參量，列出多個方程，組合成方程組一并計算。例：2018泉州物理質檢33題要利用到電源電壓不變聯立方程求解問題。

三、 結語

綜上所述，對數學知識掌握得好有利于學生對物理知識的理解，也有助于物理成績的提升，數學知識中掌握得不好的地方也會對物理學習造成影響，如果學生能夠在初中物理的學習過程中，靈活的使用數學思維，那么必將極大地提升學生的物理學習能力，搭建數學與物理之間的橋梁，通過數學語言來幫助學生理解物理知識，這不論是對它們之后的求學，還是自身素質的提升，都是大有裨益的。

參考文獻：

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作者簡介：

李寒菊，福建省漳州市，漳州市正興學校。