为什么物理竞赛中对微积分的考察越来越多?

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纵观近几年,微积分在竞赛中的应用也变得越来越常规,物竞大纲中也明确把微积分列为了必考内容。

但很多同学依然没有意识到微积分的重要性,甚至可能在整个物竞生涯中都没有接触过微积分的知识,但从目前的考察趋势来说,微积分会变得越来越重要。

为什么微积分变得越来越重要?不学微积分又能拿到什么奖?目标省一省队微积分要学到什么程度?什么时候开始学微积分最好?

下面质心姐姐会给大家做一个分析,给上面问题一个参考。

从出题人的角度来说,微积分作为一个工具,是非常实用的,它不仅能考察学生的思维能力,也能考察计算能力,它的使用频率之高也是情理之中。

此外,近年来,几乎每年复赛考试的整体难度都在上升,传统的数学工具已经满足不了高难度物理场景的需求,所以微积分的使用变得越来越多。

以下为近四年物理竞赛复赛和决赛的微积分考察题目占比情况:

可以看出,从微积分刚开始加入大纲之后,它的考察或者说是它的使用,就只高不低,且决赛考察比复赛更多,占比更重。如果考试难度继续上升,相信微积分的使用也会继续增加。

因此,想要在复赛决赛中取得更好的成绩,微积分的掌握就是一个门槛,甚至有时候可能会成为决定性的一个知识点。

根据竞赛激烈程度不同的省份来看,就算拿同样的奖,对微积分的掌握也是有所不同的。大致可以分为以下3种情况:

(1)激烈程度高(省队人数15人以上)

此类地区的预赛相比其他地区难度会更大,只掌握高中数学水平只能够应付一些基础题,但如果没有掌握一定的微积分基础,是不足以支撑复赛的,如果运气较好,能拿到一个省二就很不错了。

(2)激烈程度中(省队人数9-15人)

此类地区预赛会相对简单一些,进入复赛的概率会更大,想要拿奖也并非不可能,但最多只能是省二,省一太难。

(3)激烈程度低(省队人数4-8人)

这类地区拿奖难度也相应地会更小。如果当年考察的微积分较少,物理知识足够的情况下,可能突破至省队奖项,甚至拿到铜牌。

1. 对于目标省一的同学,学到竞赛大纲中要求的简单函数微积分即可;
2. 对于目标省队,甚至集训队、国家队的未来大佬来说,至少需要学到单元函数的微分方程。

初学者不需要专门学习大学的高等数学,而对经历了一年竞赛洗礼,并且已经有不少把握能进决赛,且时间精力足够的同学来说,学习高数是有必要的。

历史上,数学和物理从来都是相辅相成且螺旋上升的。高中课内物理配套的是高中课内数学,对于理解高中课内物理基本够用。而物理竞赛配套的,自然应当是更深一层次的数学,也就是说微积分对于物理竞赛来说,不是“空中楼阁”,也不是“画蛇添足”,而是“门当户对”。

微积分一定要早接触,但也不宜过早。

通常情况下,可以在自学完课内数学之后(一轮竞赛学习之前),开始学习微积分。在掌握一定的微积分基础之后,才能在学习竞赛内容时有较为深刻的理解和更快速的学习。

更多同学深刻认识到,物理学到深处,数学能力反而会变得越来越重要,这部分能力就包括微积分的应用。

但我不建议刚入门的同学过早接触微积分,同时也不要等到学完全部内容之后再接触,这两种情况都会影响你对物理概念的理解。不止是微积分,还有其他知识点,都只有在适合的阶段学习才能帮助你在这条路上成长地更快。

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