【物理与数学的天地 】

我是一名在校学生,专业是物理学。很多同学都觉得物理很难。其实也比较简单,只要足够细心,努力,没什么可以难倒我们的。

在我对物理的认识里:物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。作为自然科学的带头学科,物理学研究大至宇宙,小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律,因此成为其他各自然科学学科的研究基础。它的理论结构充分地运用数学作为自己的工作语言,以实验作为检验理论正确性的唯一标准,它是当今最精密的一门自然科学学科。

然而物理的形成与数学是密不可分的,数学是物理学的表述形式。数学高度的抽象性,使它能够概括物理运动的所有空间形式和一切量的关系。数学中多维和无限的空间是与物理系统中的自由度相联系的,具有n个自由度的物理系统的状态,可以看作是n维空间中的点,用几何学的语言来说,物理系统的状态随时间的变化,就可以看成是这n维空间中点的位置的变化,只要定义出这n维空间中表达系统的运动轨迹,就能知道系统在各个时间的状态,从而对这个系统有足够的了解。

所以物理与数学是研究万物的开端。

接下来我们就来看看物理与数学的一些应用。比如说 利用三角函数求极值 y=acos θ+bsin θ = 𝑎2+𝑏2

(𝑎 𝑎2+𝑏2 cos𝜃+ 𝑏  𝑎2+𝑏2 sin𝜃 ) 令sin φ= 𝑎  𝑎2+𝑏2 ,cos φ= 𝑏  𝑎2+𝑏2

  则有:y= 𝑎2+𝑏2 (sin φcos θ+cos φsin θ) = 𝑎2+𝑏2sin (φ+θ)  所以当φ+θ=π 2 时,y有最大值,且ymax= 𝑎2+𝑏2.   

例:在倾角θ=30°的斜面上,放置一个重量为200 N的物体,物体与斜面间的动摩擦因数为μ=3 3,要使物体沿斜面匀速向上移动,所加的力至少要多大?方向如何?   

  那么像这样的题我们该如何去解:

  第一:这道题它逃不过与数学的结合,第二:我们需要对物体进行受力分析,找出合力的方向加速度的反向,第三:我们再根据所学的运动学,牛顿第二定律进行解题。第四:我们用数学与物理的知识点结合解出正确的答案。

  当然,我们在做题过程中肯定会遇到一些麻烦。比如这个题,第一:物体的受力分析分析错了,导致合力方向出错,也就是说加速度方向出错,导致结果出错。第二:记不到公式,用错方法。那么我们如何来解决的呢?

  第一:如果遇到第一种问题的话,你要看对哪个力是不是忘了分析,或者根本不知道怎么分析。那么你就看体有几个力对它实施了,要细心把每一个力都要表达出来,这样就可以让你看清楚物体往哪个方向运动了,要是物体减速运动,那么久可以知道物体的合力方向与物体运动方向相反,加速度亦是如此。第二;如果遇到第二种问题,我只能说,在自己还没运用之前去看一遍公式,把它记下来。方法呢,你要看题目问你什么,你要懂得在题目中找到相应的方法,比如说这个,一看就是物体在斜坡上运动,所以运用的知识点也就缩小了很多,你的思维就更加的清楚。但是在物理计算过程中都会运用到数学知识点,并且不止是物理这一门科,其它的科目都会运用到,物理就更不用说了。所以物理与数学在自然界中占了很重要的地位。

  所以,物理与数学的结合是很重要的,物理中的运用对于物理学习来说意义重大,有必要进一步推进。数学因为其缜密的逻辑和解决问题的实用性,给物理解题带来了极大的便利。希望本文对广大物理学习者运用数学方法进行物理解题给以创造性的启发,合理发挥数学的解题功能,提高大家对于物理解题的创新性和灵活性,实现物理学习的创新性发展。

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