高中物理中及对称性模型

对称性模型

由于物质世界存在某些对称性，使得物理学理论也具有相应的对称性，从而使对称现象普遍存在于各种物理现象和物理规律中，应用这种对称性它不仅能帮助我们认识和探索物质世界的某些规律，而且也能帮助我们去求解某些具体的物理问题，这种思维方法在物理学中为对称法，利用对称法分析解决物理问题，可以避免复杂的数学演算和推导，直接抓住问题的实质，出奇制胜，快捷简便地解决问题。

对称法作为一种具体的解题方法，虽然高考命题没有单独正面考查，但是在每年的高考命题中都有所渗透和体现。从侧面体现考生的直观思维能力和客观的猜想推理能力。所以作为一种重要的物理思想和方法，相信在今后的高考命题中必将有所体现。

在高中物理模型中，有很多运动模型有对称性，如（类）竖直上抛运动的对称性，简谐运动中的对称性，电路中的对称性，带电粒子在匀强磁场中匀速圆周运动中几何关系的对称性. 简谐运动的对称性是指振子经过关于平衡位置对称的两位置时，振子的位移、回复力、加速度、动能、势能、速度、动量等均是等大的（位移、回复力、加速度的方向相反，速度动量的方向不确定）。运动时间也具有对称性，即在平衡位置对称两段位移间运动的时间相等。(从某点到达最大位置和从最大位置再回到这一点所需要的时间相等、从某点向平衡位置运动的时间和它从平衡位置运动到这一点的对称点所用的时间相等).

现将对称模型分为空间对称模型和时间对称模型

1、空间对称模型

例1：如图1所示：在离地高度是h，离竖直光滑的墙是

s处，有一个弹性小

1

球以初速度

v正对着墙水平抛出，与墙发生弹性碰撞后落到地面上，求小球落地

点与墙的距离。

【解析】：小球与墙的碰撞是弹性碰撞，碰撞前后

的动量对于墙面的的法线是对称的。如墙的另一面同一高

度有一个弹性小球以相同的速度与墙碰撞，由于对称性，

它的轨迹与小球的实际轨迹是对称的。因此碰前的轨迹与碰