浅谈高一物理学习中数学知识的应用
侯博仁
◆摘? 要：数学知识的主要学习方式之一是数形结合，而物理的数据和图像与其具有一定相似性，通过对图形的合理运用，可以将抽象的数据进行简化，有利于学生更好地学习与理解，养成正确解题的习惯。本文分析了高一物理与数学知识之间的关联，并且提出应用数学知识的具体方法，学生应当将数学思想运用在物理学习中，对提高学习效率与质量具有重要意义。
◆关键词：数学知识;速度与加速度;作用力分析
在教育水平逐渐提高的背景下，知识的难度也随之增加，众所周知，高中知识具有较高难度，尤其是数学和物理学科，对学生的逻辑思维与抽象思维具有一定要求。在高中教学中，数学与物理作为重要学科，相互之间具有一定联系性，占据了学生较大的学习精力，在学习过程中，部分学生即使苦思冥想也难以找到解题方法，主要原因是没有找到学习的方法，若是将数学知识应用在物理学习中，将会提高学习效率，甚至达到事半功倍的效果。
一、高一物理与数学知识之间的关联
物理学科的主要内容是研究世间万物的发展规律，与实际生活具有紧密联系，具有较强的有效性与实用性。从高一物理的教材内容中可以发现，含有众多图像内容与数据，而且相互之间具有促进作用，在分析图形时离不开数据的支撑，而在计算数据时离不开图形的辅助，从某种角度上而言，物理与数学之间的关系，可以看作为数据与图形之间的关系，只有合理运用与搭配，才能在短时间内解出物理答案。在分析物理知识的过程中，可以利用数学的对称思想，降低计算难度，获得准确的计算结果。在解题过程中，学生可以应用微元法、图像法、函数法、数列法、几何图形辅助法、比例法，方程法，其中较为常见的是图像法，可以降低物理试题的难度，使学生更加清晰找到物理量之间的关系，明确解题步骤。
二、高一物理学习中数学知识的应用策略
（一）分析作用力
在学习物理知识的过程中，学生可以利用图像法，明确物理量之间的关系，从而深度学习物理知识，培养逻辑思维与动手操作能力。物理知识与数学知识之间具有紧密联系，主要包括以下几点：第一，在分析物体的运动等物理知识时，可以用到圆与直角三角形的相关知识，其中包括余弦定理与正弦定理等勾股定理。第二，在高一物理教学中，讲解了关于矢量概念，其与向量概念具有一定相似性，本章内容的主要难点是矢量的分解与合成，尤其是在分析力的结构时，学生容易出现混淆的情况，难以理解作用力的方向，此时可以借鉴数学的向量知识，正确运用向量的加减法。第三，从实际生活中，可以发现力的作用是相互的，而牛顿第三定律则描述了作用力与反作用力的物理规律，其中包括等大、反向、共线等内容，学生若是光凭想象，难以理解定理的深刻内涵，此时可以利用图像，掌握作用力之间的特点。在学习知识的过程中，可以将计算机屏幕与力的传感器相连接，可以展现出不同状态下作用力的变化情况。
（二）学习速度与加速度
1.建立坐标系
在学习物理的过程中，学生将会遇到各种难题，若是缺乏图形的辅助效果，将难以掌握物理知识的规律与学习技巧，因此，学生可以借助图像法，转化物理量之间的关系，建立相对应的坐标系。在分析图像的过程中，需要综合分析信息，例如，图像坐标轴、图像斜率、图像上的点、图像上的形状、图像的坐标名称等。
在表示图像的斜率时，主要利用横坐标与纵坐标表示，需要合理控制变化量，不同的斜率具有不同的物理量，在v-t图像中，用a表示加速度，而且速度就是图像的斜率。斜率有大小与正负之分，其中正负可以表示量的方向，而大小可以表示速度与加速度等。此外，横纵坐标轴之间的交点就是图像截距，在研究物理问题时，可以采用图像法，起到明确思路的作用。在高一物理教学中，将坐标轴与图像之间的面积称为图像面积，例如，根据v-t图像，可以获得在时间t内物体的位移，而在F-x图像中，可以获得在物体在位移x中的功。学生通过使用图像法学习数学知识，可以更加深刻理解物理意义，培养分析问题的能力，对其日后发展具有促进作用。
2.进行小车实验
学习加速度、质量、力等知识。当学生在学习力与加速度之间的关系时，可以进行关于小车的试验，通过改变小盘重力、重物重力、小车质量等，进行多次测量，从而记录作用力与加速度之间的关系。当小车质量不变时，力与加速度之间的关系成正比，當作用力不变时，质量与速度之间的关系成反比。例如，在分析初速度v0时，可以画出v-t图像，展示出在时间t内运动物体发生的位移，之后利用微元法，表示出物体的运动位移，将速度×时间就是直线运动的位移。在v-t的图像中，物体的位移可以用矩形面积表示，学生可以充分发挥想象力，详细划分物体的运动过程，使用图像将图形相连，进而对在时间t内的位移有更加深刻了解。学生通过小车的实验，可以从图形中了解物理量之间的关系，进而获得准确的结论。
三、结论
综上所述，在高一物理学习中，学生可以利用图像法，更加清晰理解时间与位移的关系，降低学习难度。学生通过对数学图像法的合理运用，将数学知识融入物理解题中，可以转化物理问题，使其转变为数学问题，从而找到适合的计算方式，快速解答出物理难题，锻炼逻辑思维，对物理学科产生更加浓厚的兴趣，从而主动学习，有利于提高学习成绩。
参考文献
[1]邹泽明.数学知识在高中物理解题中运用的几点思考[J].科学咨询（科技·管理），2020，704（09）：198-198.
[2]李玉文.数学知识在高中物理解题中运用的若干思考[J].科技资讯，2020，594（21）：146-148.
