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摘 要:高中物理作为理综类最重要的科目之一,由于其涉及知识内容十分复杂,因此成为许多高中生的难点科目。当下我国高考重点关注利用数学知识来解决物理问题,这种方式能够有效培养学生的综合能力。对三角函数在高中物理中的应用进行了研究分析,并提出了相关见解,以供参考。
关键词:三角函数;高中物理;应用分析
一、三角函数思想在高中物理解题中的应用现状
将数学知识引入高中物理学习是一个很好的方法,对物理现象中的數字进行提取并总结其规律,以此形成物理知识体系。在物理学中引入函数知识是为了在物理现象中对变量之间的关系进行探寻,然后进行运算。然而,大部分学生不具备积极应用这种函数思想的能力,主要是因为自身能力的不足,无法运用自如。
二、物理力学中对三角函数的应用
将三角函数应用到物理解题中,最常见的就是在力学中的应用。江西2016年的高考试卷中有一道题就是通过三角函数解决图1中的物理力学问题。
例如,根据图1所示,在水平面上固定倾斜面A,其倾角为α。在墙面将细线一端进行固定,在与另一端物块B进行连接时跨过斜面顶端小滑轮,斜面上B处于静止状态,滑轮左侧的细线水平使斜面与右侧的细线平行。m是A、B的质量。将固定A的装置撤离,A、B都处于直线运动状态,忽略摩擦,g是重力加速度。求:(1)假设A固定不动时,求B受到A的支持力大小N;(2)将x作为A滑动时的位移,对B的位移大小S进行求解。
解:(1)对受力进行分析:分为重力、支持力与绳子的拉力,根据力的平行四边形法则,结合三角函数来进行求解。可得出N=mgcosα为斜面支持力大小。
(2)将固定的A装置撤去后,A、B都在做直线运动,结合运动合成与分解的知识点,当x是A滑动的位移,对B的位移大小S进行求解时,通过几何关系可得出,因此当A以速度v做匀速运动时,可得出B的速度为VA。
三、物理电学中对三角函数的应用
三角函数除了在力学中进行应用外,在电学中也有着十分广泛的应用。
由图2可得,同一竖直平面内有O、A、B三个点,OB是竖直方向,∠BOA=60°,OB=OA。假设小球质量为m,以一定初动能由O点向右水平方向移动,并且在移动过程中恰好路过A点。假设该球自带电荷量为q,同时施以一个匀强电场,并且△OAB所在平面与该电场方向平行。现从O点将此带电小球以同样的初动能沿某一方向抛出,该小球到达A点时的动能恰好是三倍的初动能;若该小球以同样初动能从O点沿另一方向抛出,正好经过B点,并且到达B点时的动能为6倍初动能,g是重力加速度的大小,求在没有电场的情况下,到达A点时小球初动能与动能之间的比值。
解题思路:无电场时,小球做平抛运动,假设v0为初速度,那么经过A点时动能为:
综上所述,站在高中物理教师的角度来说,需要培养学生的三角函数思想,在课堂中引入三角函数的应用,在为学生讲解数学问题的时候运用三角函数的思想,以此来帮助学生提升对三角函数的运用能力。
注:本文系2018年白银市教育科学“十三五”规划课题的阶段性成果。课题名称:浅谈高中数学在物理教学中的重要性。课题号:BY[2018]G440号。
作者简介:李睿鸿(1980—),女,汉族,甘肃会宁人,学历:本科,职位:物理教师,研究方向:物理教学。
编辑 李建军
关键词:三角函数;高中物理;应用分析
一、三角函数思想在高中物理解题中的应用现状
将数学知识引入高中物理学习是一个很好的方法,对物理现象中的數字进行提取并总结其规律,以此形成物理知识体系。在物理学中引入函数知识是为了在物理现象中对变量之间的关系进行探寻,然后进行运算。然而,大部分学生不具备积极应用这种函数思想的能力,主要是因为自身能力的不足,无法运用自如。
二、物理力学中对三角函数的应用
将三角函数应用到物理解题中,最常见的就是在力学中的应用。江西2016年的高考试卷中有一道题就是通过三角函数解决图1中的物理力学问题。
例如,根据图1所示,在水平面上固定倾斜面A,其倾角为α。在墙面将细线一端进行固定,在与另一端物块B进行连接时跨过斜面顶端小滑轮,斜面上B处于静止状态,滑轮左侧的细线水平使斜面与右侧的细线平行。m是A、B的质量。将固定A的装置撤离,A、B都处于直线运动状态,忽略摩擦,g是重力加速度。求:(1)假设A固定不动时,求B受到A的支持力大小N;(2)将x作为A滑动时的位移,对B的位移大小S进行求解。
解:(1)对受力进行分析:分为重力、支持力与绳子的拉力,根据力的平行四边形法则,结合三角函数来进行求解。可得出N=mgcosα为斜面支持力大小。
(2)将固定的A装置撤去后,A、B都在做直线运动,结合运动合成与分解的知识点,当x是A滑动的位移,对B的位移大小S进行求解时,通过几何关系可得出,因此当A以速度v做匀速运动时,可得出B的速度为VA。
三、物理电学中对三角函数的应用
三角函数除了在力学中进行应用外,在电学中也有着十分广泛的应用。
由图2可得,同一竖直平面内有O、A、B三个点,OB是竖直方向,∠BOA=60°,OB=OA。假设小球质量为m,以一定初动能由O点向右水平方向移动,并且在移动过程中恰好路过A点。假设该球自带电荷量为q,同时施以一个匀强电场,并且△OAB所在平面与该电场方向平行。现从O点将此带电小球以同样的初动能沿某一方向抛出,该小球到达A点时的动能恰好是三倍的初动能;若该小球以同样初动能从O点沿另一方向抛出,正好经过B点,并且到达B点时的动能为6倍初动能,g是重力加速度的大小,求在没有电场的情况下,到达A点时小球初动能与动能之间的比值。
解题思路:无电场时,小球做平抛运动,假设v0为初速度,那么经过A点时动能为:
综上所述,站在高中物理教师的角度来说,需要培养学生的三角函数思想,在课堂中引入三角函数的应用,在为学生讲解数学问题的时候运用三角函数的思想,以此来帮助学生提升对三角函数的运用能力。
注:本文系2018年白银市教育科学“十三五”规划课题的阶段性成果。课题名称:浅谈高中数学在物理教学中的重要性。课题号:BY[2018]G440号。
作者简介:李睿鸿(1980—),女,汉族,甘肃会宁人,学历:本科,职位:物理教师,研究方向:物理教学。
编辑 李建军