基于案例分析的对称法在高中物理解题中的应用研究

摘要 将对称思想运用到高中物理解题中经常会起到意想不到的效果，能够有效简化试题求解过程，从而我们就能够快速得出试题答案。同时对称思想还能够让我们学生启发思想、开拓视野、掌握概念与定理、培养起良好的物理问题分析与解决能力，在考试中取得优异的成绩。本文主要通过运用一些常见的案例来分析对称法在高中物理解题中的巧妙运用，以期可以为其他同学提供一些思路上的借鉴。

关键词 对称法 高中物理 解题 应用

对称具体来说就是指图形或者物体关于某个点、某条线或者平面存在着大小、形状、排列上的一一对应关系。对称思想能够将复杂问题简单化，让我们在解题时抓住问题的本质，出奇制胜，达到事半功倍的效果。而合理运用对称法的关键在于迅速找到事物中所存在的对称性，从而发现得出答案的捷径。下面将结合笔者自身的学习经验总结，通过具体的例子来说明对称法在高中物理解题中的应用，以期与其他同学进行交流互动，分享学习心得。

1对称法在运动力学中的运用

对称法在高中物理中应用最多的还数运动力学，其中也包括物体受力平衡。当物体通过挂钩、滑轮等作用时，由于受到绳子的拉力以及绳子自身长度都具有对称性，因此可以很轻松地运用对称思想来解题。在竖直上抛运动、平抛运动中，时间、位移以及速度都具有对称性；在简谐振动中，平衡位置为对称点，而物体运动位移、速度、加速度等都具有对称性，动能、势能转化也具备对称条件。

例1如图1所示，四块相同的木板通过力F而压在一起，同时在空中处于静止状态，试分析第二块木板与第三块木板问的摩擦力。

解析：在空间位置上可以看出第二块木板与第三块木板处于对称状态，因此二者的受力情况一致。假设第二块木板给第三块木板的摩擦力为f，其方向Q直向上，那么第三块木板也会受到第二块木板给的摩擦力，其方向也竖直向上，这与牛顿第三定律作用力与反作用力问的关系不符合，因此假设不成立，即第二块木板与第三块木板问的摩擦力0。

例2如图2所示，两个质量分别为M与m的木块通过轻质弹簧连在一起，放置于水平地面上。试求：当在上面的木块上施加多大压力邢寸，才刚好可以在撤去该力之后，上面的木块跳起让下面木块离开地面？

解析：该类型的试题可以通过能量守恒定律进行求解，但是计算过程非常繁琐，而如果结合弹簧形变与简谐运动所具有的对称性进行分析，那么此题的答案就显得一目了然了。当大小为F的拉力作用在上面的木块上时，要使下面木块离地，则拉力F≥（M+m）g。由于弹簧在发生弹性形变时具有对称性，因此要想出现题干中所要求的情况，就需要让拉力，的最小值为（M+m）g。