熊斌

摘 要：在高中教育阶段，物理是一门非常关键的学科，学习物理知识的时候要抓住其中的重难点深入研究，这样才能在学习过程中减少学习障碍。物理力学是高中物理知识的关键组成部分，加强分析物理力学中的对称性有助于帮助学生在物理学方面奠定扎实基础，也是学习物理的必要过程。良好运用对称性了解物理，可以简化学生学习思维，将复杂知识点简单化，增强学生的逻辑思维能力。

关键词：高中物理;力学问题;对称性

人们的生活各方面都能涉及到物理知识，社会的经济蓬勃发展带动了物理的进一步应用，人们也越加重视对物理方面的教育，高中物理的学习方向主要在物理力学、牛顿定律以及曲线运动方面。虽然每项物理定律相互间看起来没有丝毫关联，但是在实际运用当中，却是处于一种相辅相成的关系，每一项物理学问题必然有另一项物理定律参加论证，而对称性是现代物理学中最为重要的一个概念。

1、对称性在力学物体质量问题中的有效应用

对称性在自然界中是一种广泛存在的现象，特别是在物理学中，是最为重要的一个概念。对称性的阶梯办法包括：镜像法、割补法、直接求解法、无限网络对称法等，巧妙使用对称性的原理来解决物理问题，可以达到化难为易、化繁为简的效果。以物体力学角度来讲，物体种类多样，同时存在质量分布均匀但形状不对称的物体，也存在质量分布均匀而形状也比较规则的物体。面对这类问题，我们就可以运用对称性知识来解析，简化问题实质，保障问题解决结果。比如：现有一质量分布均匀的方形木块，沿着木块中心并垂直在木块的中轴线上锯开，然后比较锯开的两部分木块的重力大小。面对这一问题，我们可以明显得知，两部分木块的重心位置是这个问题的根本，若直接确定两者的重心位置，那么得到的结果准确性就很小，可能性也比较小，因为直接确定两个圆台的重心位置是非常困难的。由此，为了解决这个问题，我们可以先依据题型将图形画出来，然后利用割补的方式将题型转化为对称性问题，再由对称性的基础原理解决问题。以上例子属于规则对称图形，比较容易解疑，若该物体属于不规则、不对称图形，那么即使该物体密度不变，该物体的几何中心和重心也不可能重叠，要根据对称性的原理来逐步计算，学生在学习过程中要学会清楚的区分。

2、对称性在力学特殊碰撞问题中的有效应用

在物理学中，不同物体或者粒子以不同状态和速度产生极短的相互作用力就可被称为物理碰撞，物理碰撞会产生能量的转移。根据物理学的物体能量转移相关定律，不同物体的相互碰撞导致的能量转移运动可被系统的划分为弹性碰撞和非弹性碰撞两种类型。

弹性碰撞主要是指：碰撞物体在碰撞之前和碰撞之后，物体的动能没有出现丝毫变化，也就是说发生碰撞的物体内部动能没有转换为热能或其他形式的能量，这是弹性碰撞的必要条件。而非弹性碰撞与弹性碰撞则存在着很大的差异性。对于非弹性碰撞来讲，就是碰撞的物体内部的能量发生了很大的变化，大多数情况下，发生非弹性碰撞的物体内部的动能会减少，这批减少的动能会转化为其他的能量，从而导致碰撞物体内部的能量总数发生改变。除此两者之外，还存在一种发生几率非常小的比较特殊的碰撞类型，如果学生根据小球的运动轨迹来寻找问题的答案，则会在无形之中增加问题的解答难度。如果学生运用对称性的相关知识来解决这类问题，那么则会大大降低问题的解答难度。

如：在水平方向有一个比较有弹性的黄色小球被抛向前方光滑平整的墙面，小球被抛出位置o与水平面的实际距离是h，与墙壁之间的距离是s，黄色小球与墙面碰撞发生在一瞬间，黄色小球在碰到墙面的刹那内部动能并没有发生改变，而碰撞发生后，黄色小球掉落在了距离墙面有2s远的位置上，若要求解黄色小球被抛出时的原始速度时选择按照黄色小球的实际运动轨迹来计算是非常复杂的，无形中增加了解答时间。而换个角度来推算，选择利用对称性的原理来将这个问题转为平抛运动，已知碰撞事件过短，而小球的动能在与墙体碰撞前后又没有变化，就可以将黄色小球从被抛出直到落地的这一过程归纳为物体连续性的自由落体运动，再据相关的计算公式就可得出小球被抛出时的速度。

3、对称性在高中物理学抛体运动中的合理使用

对于高中物理来说，抛体运动这一模块的学习一直是教学中的难点之一，抛体运动可以依据初期速度方向分成竖直运动、下抛运动和斜抛运动。平抛运动是我们最熟悉的运动类型，像体育运动中的掷铅球就属于平抛运动，相对于斜抛运动，我们可以看作是运动最高点的竖直直线对称的两种平抛运动的轨迹构成的运动。

结束语：物理知识与我们的生活息息相关，物理知识的学习也是十分关键的。力学知识是高中物理知识结构中的关键组成部分，在对这一模块的知识进行学习的时候，我们要合理的运用对称性知识，将复杂的问题简单化。

参考文献

[1]孙春礼，李元法.“对称性”在高中物理力学问题中的应用[J].中学生数理化：学研版，2015（9）：16-16.

[2]張卓.对称性在高中物理力学问题中的应用[J].中学生数理化（教与学），2015（7）：16-16.