Ⅰ 中学物理教学过程为什么以数学方法为重要手段
数学所具有的高度概括性特征,为描述具有深刻内涵的物理概念和规律提供了最佳表达形式;数学所具有的简捷而又严密的逻辑思维方式,简化和加速了人们进行物理思维的进程。此外,数学作为计算工具所表现出的严密性、逻辑性和可操作性等特点,在物理理论的建立、发展和应用等方面更显示出其重大的作用。物理概念的形成,物理规律的掌握,离不开数学的方法和数学的思维,学生分析和解决物理问题的能力的培养更离不开数学。
以物理图象问题的教学为例:在高中物理教学中所涉及的图象很多,有运动图象、气体状态变化图象、伏安特性曲线等。在教学过程中如果只是就事论事,就图象讲图象,学生的理解只能很肤浅。相反,如果我们能引导学生从图象横坐标和纵坐标的意义、图线所反映的函数关系、图线斜率的物理意义、图线间交点及图线与坐标轴的交点的物理意义、图线和坐标轴所包围的“面积”的物理意义等方面对物理图象加以整体理解,将极大地提高学生对图象的认识,更有助于学生对图象的灵活运用。
在物理教学中必须重视数学方法的教学。运用数学方法解决物理问题的能力是高考物理科考试说明中所明确的五大能力要求之一,应该说数学方法的教学在各地、各学校的物理教学中受重视的程度是很高的,但我以为要防止将物理问题纯数学的倾向,撇开物理概念和规律、撇开物理过程来讲数学方法将毫无意义。
Ⅱ 数学发展先于物理,为什么物理能用上数学
高中的物理定律的公式都是用初等数学的知识表达的,而到了大学许多我们熟悉的公式都可以用微分方程等形式来表示,而且有了更广泛的物理意义。
比如说我们熟悉的牛顿第二定律,它的表达方式有以下熟悉的几种形式:
高中的表达式 F=ma 注意这里的质量是惯性质量,质量要求为常量
微分形式 dp/dt=F (其中p=mv)这个就是当年牛顿在他的着作中采用的形式,他当时认为:运动(就是动量)的变化与所加的动力成正比,并且发生在这力所沿直线的方向上.
积分形式
动量定理 I=S(t2,t1)(积分符号 上限t2 下限t1)Fdt
动能定理 dA=F·dr dA是元功,dr是原位移
Ⅲ 为什么物理学中有的概念要用数学公式来进行
因为物理概念多表示为物理量,如场强,加速度,速度,位移等等,对于这种量化的概念,必须用数量和数量之间的关系表示,而数学刚好就是表示这种关系最有力最合适的工具。因此数学之于物理,是不可或缺的。
Ⅳ 数学在物理学理论中起到了什么作用呢
数学是人类研究和认识宇宙的一个有力工具,但没有人知道为什么数学可以很好地描述自然。不管怎样,数学确实是一种很好的经验事实。正因为如此,人类可以用数学公理来阐述理论并从中得出结论。虽然这并不是物理学理论在历史上的发展方式,但这是思考理论和数学之间关系的好方法。
数学在物理学中的作用
无论是粒子物理学标准模型,还是广义相对论,或者是弦理论,现代物理学理论都是用数学术语来表述。然而,要得到一个具有物理意义的理论,仅靠数学是不够的,还需通过观测自然和宇宙来验证。
简而言之,之所以会出现多元宇宙理论,是因为这些理论缺乏足够多的公理来描述我们的宇宙。然而,不知何故,越来越多的物理学家成功地说服自己,多元宇宙假说是一个很好的科学理论。
在物理学中,有很多套公理在数学上是自洽的,但却不能完全准确地描述我们的宇宙。如果要从中选出较好的理论,物理学家必须要坚持一个原理,那就是这些公理可以推导出正确的预言。然而,没有办法证明一组特定的公理必然是正确的,因为科学有其局限性。
Ⅳ 为什么数学在物理学里那么有用
如果是中学物理的话还好,毕竟数学是物理的工具学科。
如果是高等物理就完全不一样了,物理学的绝大多数理论的建立过程是——发现现象——实验探索原因——得到结论——把结论表达成数学表达式——阐述观点和解释其他现象。
因为生活中的物理现象太多了,不可能根据现象来归类,但是如果利用数学公式对其进行整理的话就简单得多,比如无论是什么力给与的加速度在经典力学里面就可以用F=ma来表示和初步计算,如此严谨和科学性的多。
所以数学在高等物理的理论中非常重要,这也是为什么许多数学理论是物理学家发现的原因,例如”微积分“的发明者是物理学家牛顿。所以,物理学家一定也是数学家。