初中数学知识在初中物理实验中的应用研究

摘 要：数学是实现物理研究的重要工具和手段。物理中很多研究方式和计算方式，皆带有强烈的数学思想，很多物理问题需要依靠数学方式才能有效解决。基于此，本文主要围绕初中阶段物理教学进行分析，并探讨几何、不等式和函数等初中数学知识在初中物理教学中的应用。

关键词：初中;数学知识;物理实验;应用策略

一、 前言

数学是一切学科基础，也是物理学的表达语言和问题处理工具，在概括物理现象、总结物理概念、汇总整理和分析实验数据，及展示物理规律等方面均发挥这重要作用。而初中阶段的物理学相关知识，与公式相关的内容均在不同程度上展现出了数学思想和方法，而初中数学的实际应用价值也在物理学实验中得到了良好的展现。为此，初中物理教学中，必须提升对初中数学知识的重视和应用。

二、 不等式知识应用

初中不等式方面知识，在初中物理实验中应用较为频分，在沪科版初中物理八年级上册第四章第五节“科学探究凸透镜成像”教学中，根据相应条件对凸透镜焦距取值范围进行判断，对于初中阶段多数学生而言存在难度，但在问题解决作用，采用初中数学中不等式方式解决问题，可简化问题解决能难度。如在解决问题“将物体放在距凸透镜16cm处，光屏上可得一个缩小的像，若为10cm时，得到一个放大的像，问：凸透镜焦距取值范围”。在这一问题中通过使用数学中不等式方式，解决问题难度会明显降低。通过实验观察后，结合凸透镜成像规律和成像性质，找到对应物距与焦距间关系，成放大实像时，可获得不等式f2f，组成不等式方程组。在将问题中已知条件代入方程组中，可获得不等式组解5cm

三、 几何知识运用

几何知识是初中数学知识的重要组成部分，通过对几何图形的研究与分析，可有效解决现实中很多问题。而初中物理实验问题解决中，很多与几何知识相关，比如在学习八年级初中物理第四章光学方面知识时，关于“光的反射”中经常会涉及几何方面知识，如解决初中物理问题“身高为160cm的人站在垂直于地面镜子前，要从镜子中看到自身全身像，问：镜子至少要多长”时，结合光学知识可知镜子中人成像高度与实际身高相等。采用初中数学几何作图方式进行表示，如图1所示若C点为眼睛，AB为身高，DE为镜子长度，要想看到全身像，要求A点和B点光束经镜子反射后进入眼睛。

图1 平面镜成像

其中，AB=FG，且AB，DE，FG相互平行。此时人与镜子间距离和像与镜距离相等，得出BH=GH，并获得DE为三角形CFG中位线，其长度为80cm，通过数学几何作图可知，镜子长度为80cm才能看到镜子中全身像。相比于仅依靠光学知识，多次反复实验进行判断，使用几何方式解决问题，可快速帮助学生解决问题。

四、 图像知识应用

图像法是初中物理实验中常用方式，采用图像方式可将物理知识与物理实验中现象间关联性展示出来。在实际使用中，图像法具有形象、直观、简单和概括了强等使用优势，可将真实物理现象、过程和物理状态等，使用直观方式直接显示出来。而采用图像法进行表示时，首先，需要明确图像中不同部分代表的物理意义，如“点”代表物理状态，“线段”代表物理过程，“线”代表特定物理量，“面”表示物理量图中不同部分物理意义。再使用图像法解决物理问题中，用先明确图像中横、纵坐标代表的物理量和坐标分度值;最后确定图像物理意义图像交点坐标、截距交點和某范围面积等，对相应条件进行分析、整理和计算，并根据图像得出结论，将复杂的问题简单化，可提高对问题解决效率。图像法在初中物理教学中经常被应用于斜率、截距和面积等方面的问题解决中，如斜率问题中，x轴表示时间，y轴表示物理量随时间变化规律，在绘制U-I曲线后，斜率表示内阻。这种将图像应用于解决物理问题是，可直观显示不同物理量间的关系，快速实现问题解决。

五、 比例知识应用

初中数学比例知识也是物理问题解决中常用方式，比例知识是求解相关比例或倍数关系问题中主要方式。在物理实验解题中，根据物理定律、公式，以及量相等、成多少比例或倍数等问题处理中，使用比例方式将未知量和已知量间建立一种比例关系，在利用比例性质对未知量进行计算，可获得未知量表示的结果。如在“内能与热机”相关知识学习中，解决问题“甲、乙物体质量比为1∶2，两物体降低相同温度时，释放热量比为2∶1，问：两物质中甲的比热是乙的多少倍”，可将问题理解为乙的比热是甲的几分之几？，最后得出结果为乙物质比热是甲的1/4，相比于0.25倍回答方式，该问题采用比例知识，既可提高解决问题速度，又可降低对为题的理解难度。

六、 结论

在初中物理实验问题解决中，通过采用初中数学方面知识，处理好物理与数学衔接问题，既可通过数学方式，尽快解决物理中相关问题，又可简化物理问题处理难度，提升学生对物理知识学习信心和兴趣，提升整体学习效率。因此，在具体物理教学中，应加强对初中数学知识的重视，将其与物理教学有效结合。

参考文献：

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作者简介：

黄燕瑜，福建省石狮市，福建省石狮市石光中学。