王浥晨

【摘要】对于我们高中生来讲，高中教育的学习过程中，力学的学习是非常重要的一部分学习内容。同样，其考试中的难度也是飞非常的大，老师在给我们教学时候就会使用多种的教学方法，在不同的方式方向上为我们教授物理中的力学课程。对称性方法就是教师在给我们讲授力学问题时候，对我们理解力学问题最为有效的方法。也是因为，对称性在是物理的相关理论和规律中普遍存在的属性。老师在对我们进行教学活动的时候，会注重教授我们相对称性方法，这种方式能够是我们明显的感觉到，在解答问题的时候有效的节约了时间，自身的细微水平也有着非常好的提升。

【关键词】对称性 高中物理 力学问题 相关应用 效用探究

【中图分类号】G634.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）35-0132-02

现代物理学中的核心概念之一就是对称性。对称性，主要指的是相关的物理理论或者是运动方程，其部分的变量在变化的状况下仍然能够保持的不变性质就是对称性。高中物理学科的技术性知识和重点教学的内容中，就有着力学这一项课程。并且，在现代教育下高考制度下，相对于我们学生来讲，考试中的力学问题也是非常的难的。而且，由于新课程教学改革下的相关课程改革推进，使得考试的相关问题注重对解题方法以及知识的实际应用。老师在教学的时候向我们教授对称性的应用，能让我们在解题的过程中使得问题简单化，减少解题的时间，提高我们的思维能力。

一、高中生怎样将对称性和力学问题相融合

1.对称性在简谐运动中的应用分析

对称性在简谐运动中，所体现出来的就是弹簧振子位于平衡的位置的对称位置时，这时候弹簧振子相关的各个能效，像：动能、势能、速度、位移、加速度等，这些方面的绝对值大小是相同的，并且，在运动的时间也是相同的。

比如：在水面上放置一块物体A，并在物体A上放置一个质量为m的物体B，然后移走物体B，在物体B移走的时候，物体A刚好可以跳离水面，在这种情况下求物体A 的质量。

分析：在看待物体A 的时候，应该将物体A 在跳离水面的着各运动看作上下作用的简谐运动，在物体B 被拿走的时候，物体A 这时候处在最低振幅的状态中，并且，其所受的回复力大小就是物体B 的重力，力的方向是向上的。当物体A 刚好跳离水面的时候为最高点，这时候回复力就是物块A 的相应重力，根具对称性的相关意义，接可以看出最高点和最低点的相对回复力的绝对值大小是相同的，因此，物体A 和物体B 的质量是相等的。通过以上分析，可以明显的看出将对称性应用于问题的解答中，能是使我们更加容易和准确的解决问题。

2.对称性在抛体运动中的应用分析

在我们所学的高中物理知识中，抛体运动有着很多的方式，像：斜抛运动、竖直上抛运动以及竖直下抛运动。在我们考试中所有的相关抛体运动问题中，这些问题的重点一般来看大部分是斜抛和平抛运动的相关问题。而且，在实际的解题过程中，老师经常会告诉我们可以将斜抛运动看作垂直方向和竖直方向上的两个平抛运，也可以将斜抛运动看成两个在最高点的竖直直线对称的两个平抛运动。这样，在大体的过程中再结合抛体运动的对称性使得问题清晰化。

比如：在水平的地面上，在不同的角度上将两个速率相同的物体A 以及物体B 抛出，但是，物体A 和物体B两者射程是相同的。这时，已知物体A 的在空中的运行时间是TA ，要求物体B 在空中运行的时间TB。（不考虑空气阻力，重力加速度g）

分析：对于这道题，我们可以通过斜抛的对称性来解答。首先，将这个斜抛看作，两个对称的平抛运动。这样，根据对称性的意义就能够发现，两个物体的抛射角度就是这两物体平抛运动后，落地时速度和水平方向之间的夹角，这样就可以得到计算公式：

在这道题中，根据对称性的意义来讲，将问题中的斜抛运动简化为两个对称性的平抛运动，使得我们在做题的时候使得我们的思路更加的明确，能够有效的减少做题的时间。让我们在解答力学的相关问题的时候，能够不仅仅只想着用传统的方法去解决力学问题，可以根据对称性的意义解决相关的问题。

3.物体质量问题中的对称性应用分析

这种问题在高中物理力学学习的内容中，对于质量均匀分布而且形状对称的物体来讲，重心位置的相关问题还是相对的容易。例如：一根圆形的木棒，质量均匀分布，如果沿着木棒重心并且垂直于木棒中轴线的直线这一方向，将木棒锯开，对锯开的两根木棒的重力大小进行比较。

分析：通过题目就能够了解到，两根木棒重力大小的问题实质是对两者重心位置进行确定，这个时候，就可以根据试题先画出相应的具体图形，根据对称性的意义，采用割补的方式进行问题转化，将相关的问题转化成对称性的问题，再进行解答。

二、实际生活中的物理对称性

我们的实际生活中，物理现象是随处可见的，对称性的应用也是非常的普遍。物理对称性在生活中有着非常多的应用，如：生活中的镜子，平面成像的问题，在镜子中看到了另一个自己就属于对称性问题；像是作用力和反作用力，力的作用是相互的，牛顿第三定律也是对称性的体现；并且，生活中的对称性存在不管是大到宇宙天体之间的万有引力还是，物质的分子或是原子都有着对称性的存在。

三、结语

对于我们高中生来讲，老师在高中物理的教学课堂教学中教授给我们对称性方法，在很大的程度上引导了我们提升物理实际问题解答能力的提升。并且，对我们的变式思维能力提升也有着非常好的作用。老师在对我们进行教学的之前，会对对称性在高中物理教学中应用的重要意义有着非常清晰的认识，然后，通过解答具体的物理问题，来引导我们明确问题的实质。充分的鼓励了我们将复杂的问题简单化，逐步增强了我们对物理知识的深刻理解。

参考文献：

[1]宋晓轩.对称性在高中物理力学问题中的效用探究[J].科教导刊.电子版（下旬），2016，（5）：50.

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