刍议学好数学对物理学习的重要性

摘 要：物理学是中学教育的重点和难点，学好物理学有助于学生更好地理解生活中的现象，为以后在科学领域的更好发展打下基础。目前一些同学对物理学感到抽象难懂，学习效果较差。本文分析和研究了数学在物理学习上的作用，认为对物理概念和物理规律的掌握理解离良好的数学基础，对物理问题进行推导计算时更离不开数学的帮助。因而加强物理学科中的数学训练是提高物理学习效果的重要途径。

关键词：物理学；数学；学习方法

物理是自然科学的基础，学好物理学有助于我们逻辑思维的锻炼和科学素养的培养，因此，物理学的学习对同学们自身的发展意义重大。在对物理学科的学习中，很多同学感觉对物理概念和规律难以理解，对物理问题的推理计算感到十分困难。有研究表明，这可能是同学们的数学功底不够扎实，我们不能更好的将数学方法和思想灵活运用到物理学习中去[1]。数理化作为一个有机的整体，相互之间联系紧密，尤其是数学与物理学科交叉广泛，学好数学对物理的学习有很大的帮助。

一、物理概念离不开数学

数学语言具有表达清晰，准确凝练的特点。在自然科学中很多概念都要用数学语言来表达。而物理学科中有很多的物理概念都是用数学语言来进行表述的。物理学科中的物理概念如电压、电流、加速度和速度等都具有一定的定量关系。用文字语言表述物理量之间的关系时往往不够清晰明确，而数学语言则轻松地解决了这一问题[2]。例如速度这一物理量的定义为：表示物体运动快慢的物理量，它等于位移s跟发生这段位移所用时间t的比值。v=s/t。速度是矢量，既有大小也有方向，其方向就是物体运动的方向。在国际单位制中，速度的单位是（m/s）米/秒。由此可见速度这一物理概念离不开数学表达式的表述。

二、物理规律离不开数学

物理学中有许多的物理规律定律，这些定律反映了不同的物理现象，并对这些物理现象进行了解释。而这些规律现象是不同物理概念之间的数学关系，需要用恰当的数学语言进行表述。例如牛顿第二定律的文字表述为：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，且与物体质量的倒数成正比；加速度的方向跟作用力的方向相同。用数学语言表述时为，其中a为加速度，F为作用力，m为质量。通过数学语言与文字语言的对比，更加显示了数学语言简单明了和准确清晰的优点。因而同学们在对物理学的学习中，要善于理解这些用数学语言表述的物理规律，通过对数学语言和文字语言的互相印证进一步加深对物理学科的理解和掌握。

三、物理问题的推理离不开数学

物理学科是一个经过周密的数学逻辑推理的学科，物理规律的推导离不开数学工具的运用[3]。数学推理可以明确表达和研究物理量之间的关系，便于对各个物理量的物理意义进行理解。实际物理问题的解决中也是基于物理定律，通过大量的数学推导对某个物理量进行计算。

例如这一问题的计算：两串联电池的电压为U1和U2，接一个电阻量为R的电阻丝，求通过这一电阻丝的电流。

在本题中由于两个电池串联，则总的电压等于两个电池之和，即U=U1+U2，还知道电阻丝的电阻为R，则根据欧姆定律为I=U/R，可以得到I=（U1+U2）/R。

通过这个简单物理问题的求解过程我们看到，为了得到未知的物理量电流I，根据欧姆定律的定义我们需要找到电阻丝两端的电压和电阻丝的电阻。由于是串联电路，根据相关物理定律，此时总电压U等于两个电压U1和U2的加和。另外电阻丝的电阻已知，直接带入欧姆定律就可以得到未知量电流I。这些过程的推理都离不开数学知识的运用，在更复杂的物理问题中涉及到二元一次方程等较为复杂数学公式的应用[4]。因此同学们在对物理进行学习时一定要注意到加强相关数学知识的掌握和运用，学会用数学的手段对物理公式进行变形和推导，只有这样才能对物理公式得到更深刻的理解和掌握。

四、物理问题的计算过不开数学

物理学科涉及到许多定量上的计算，单将物理量用公式推导出来还不够，还要借助数学的方法将这些具体的量计算出来。相对于物理量的推导数学计算更为简单，也往往得不到同学们的重视。因此许多同学明明已经推导出了未知物理量的表达式，在最后的计算上却计算错误，在最后一步上出现错误导致前面努力前功尽弃，非常可惜。因此同学们要加强数学运算的训练，只有这样才能确保最终计算结果的准确无误。

五、结语

综上所述，物理学是一门重要的基础自然科学，是中学教育的重点和难点。基于大量数学推导在物理学科上的运用，物理学显得抽象难懂，很多同学感觉无从下手。本文分析了数学在物理学科上的体现，大量的物理概念和物理规律需要用数学的手段去描述，只有切实理解这些数学语言才能掌握背后的物理概念和定律。另外，在解决具体的物理问题时，需要用数学的方法对问题进行分析推理，并计算出最终的结果。只有加强对数学推理和数学计算的训练，才能在物理学科的学习上取得更大的进步。

参考文献：

[1] 祁洪武.重视数学在初中物理学习中的作用[J].中华少年：研究青少年教育， 2012：124-124

[2] 赵喜梅.浅谈数学在物理学习中的作用[J].邢台师范高专学报，1999（2）：63-64

[3] 梁开展.数学知识在解决高中物理习题中的重要性[J].中学生理科应试，2016（2）

[4] 江湖.数学计算能力对高中物理教学的重要性[J].实验教学与仪器，2011（S1）：44-45