議高中物理力學解題中整體法的運用

周付豪

（山東省新泰市第一中學，山東新泰 271200）

1 整體法的基本概念

整體法指的是把多個受力的物體看作為一個整體，將他們相互之間產生的作用力看作為一個系統內整體的內在力，以及來對受力分析過程進行簡化以及適當減少受力的分析對象。整體法是在高中物理學習中一種重要的解題思路、方法，與隔離法并列為高中物理力學研究的常用方法。由于力學的知識量龐大、知識難點眾多因此需要借助整體法來抓住問題的主干思想，從而簡化題目的難度，對其更好的提供幫助。

在運用整體法的時候，不能隨便使用，應詳細了解題意，明確其是否符合整體法的使用范圍，再進行后續解題。

2 整體法在應用過程中的重要性分析

力學內容的篇幅較長，也是歷年考試的重要考查點，雖然力學與生活息息相關，但是力是不可見的，很多學生在做題中不知道如何下手。所以在解題過程中，養成標記力點的習慣可以有效地降低遺漏的情況，可以使條理更加清晰，也便于自己進行后續整理。

整體法是將局部帶入到整體的思維模式，主要作用可以將過程化難為簡，將受力情況整體帶入，避免出現受力點繁瑣的情況也簡化了解題思路，跳出題目給出的條框，從另一個角度看問題解決問題省略掉了很多繁瑣的過程，極大程度上提高了學生的解題效率。很多學生要么不能正確分析受力情況，不明白如何下手解決，或者就是干擾項過多導致太過于繁瑣，步驟越多越容易出錯。而在學習過程中整體法的優點可以有以下幾點概括。

（1）有效簡化解題難度，提高解題效率。

（2）擴展物理問題，提高自身綜合解題思路。

（3）從多方面分析問題，提高對物理教學內容的理解。

在解題過程中運用整體法，可以靈活地解決問題，在學習物理力學的過程中培養學生的整體性思維能力，從整體看待問題，不要太過于局限性。

3 整體法在解決高中物理實際問題時的具體應用分析

下面我們將通過相關的例題講解，來更直觀的展示整體法在高中物理力學問題的解題過程中的實際用處。

例一：將質量為M的斜面體水平放置于一粗糙表面上，斜面為光滑斜面，傾斜角為θ。現將一塊質量為m的木塊放置在斜面上，隨著木塊下滑的加速，試求在木塊的下滑過程中，斜面體承受所承受的靜摩擦力與支持力各為多少？

這種問題在物理學習過程中很常見，面對此類題目的時候，應該先對題目進行認真的審題之后再進行解題，題目給出斜面為光滑斜面，說明木塊在滑動的過程中，可以暫且不考慮摩擦阻力，僅考慮重力作用，也給出斜面體角度為θ，設木塊下滑加速度為a，a=gsinθ，公式中，g為重力加速度，所指出的加速度方面與斜面相平行，方向向下。

在解決這種問題的時候，如果逐個分析受力點會過于復雜化，使解題過程變得過于繁瑣。可以通過整體法來對其進行解析，將木塊與斜面看作一個整體，不去考慮其他的各種支持力與壓力的存在，只考慮題中要求算出的摩擦力與地面的支持力，更簡潔的完成整套題。

通過上述分析，可以得出算題步驟，求取斜面所受的摩擦力時，通過斜面受到的合力與木塊的加速度，并結合牛頓的第二定律F=ma以及三角函數的關系式，可得出以下結論：Fx=macosθ=mgsinθcosθ， 簡化后整理可得：f=magsin^2θ/2。

F=(M+m)g-N=masinθ=mgsin^2θ， 再簡化后整理可得：N=（M+m）g-mgsin^2θ。

由此可見，整體法可以為解題過程很有效地提供更加簡潔化的思路，從而提高學生的解題效率，以及學生的整體思維能力，但是之前也說過了，整體法并不是所有的題目都受用的，在實際應用過程中，不僅要掌握整體法的過程還應該對整體法的約束性更加了解，避免出現濫用的情況。

例：如圖所示，將帶＋q電荷量、質量為m的小球a與電荷量為-q的小球b，通過絕緣線將兩個球球相連，并用絕緣線懸掛于房頂。房間內有強度為E、方向向左的電場，在這種情況之下，小球的狀態為（）。

由題目可知，兩個小球自身的所帶電量是不相同的，如果采用整體法，將這兩個小球看做一個整體，單方面的去進行受力分析就會直接的選擇A項。但是題目給出兩個小球的所攜帶電量的差異，電量不相同的前提之下，看成一個整體在進行受力分析時，左右電場的力是不能達成平衡的，也就是不可能為0，所以在排除A項之后，就是剩下的三個選項的區別就在于夾角大小的問題，將a球的細線與垂直方向的夾角設為α，這個時候再利用整體法來進行解題，把α與β看成一個整體，即為tanα=Eq/2mg,再回過來研究b球，將b球的細線與豎直方向的夾角設為β，即為tanβ=Eq/mg,所以有α＜β。即小球b與豎直方向大于小球a與豎直線間的夾角。所以這道題目選擇C。

由上面兩道題可以看出來，當整體水平穩定且一致，并且各物體系統內相互不涉及的情況之下，可以選擇使用整體法來進行解題，但若整體狀態不穩定、各物體之間的相互作用不清楚的時候也可使用整體法，不過什么時候，哪個步驟使用需要結合題目給出的條件，以及解題過程中的條件，謹慎使用，再進行后續步驟。

4 結語

綜上所述，整體法的正確使用確實會為物理力學的解題帶來很多便利之處，省去了極為繁瑣的步驟的同時也減少了做題的出錯率。不過更緊要的是需要仔細地對題目進行閱讀，以達到理解的程度。在選擇時使用整體法，將多元化的思維方式進行整合，使相互聯系、相互制約、相互依賴的多個組成融合為一個整體。恰當地使用整體法可以有效地提升學生的做題思路，培養學生整體性思維模式，提高學生對物理學的積極性。