議高中物理力學(xué)解題中整體法的運(yùn)用

周付豪

（山東省新泰市第一中學(xué)，山東新泰 271200）

1 整體法的基本概念

整體法指的是把多個(gè)受力的物體看作為一個(gè)整體，將他們相互之間產(chǎn)生的作用力看作為一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)整體的內(nèi)在力，以及來對(duì)受力分析過程進(jìn)行簡(jiǎn)化以及適當(dāng)減少受力的分析對(duì)象。整體法是在高中物理學(xué)習(xí)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(xué)研究的常用方法。由于力學(xué)的知識(shí)量龐大、知識(shí)難點(diǎn)眾多因此需要借助整體法來抓住問題的主干思想，從而簡(jiǎn)化題目的難度，對(duì)其更好的提供幫助。

在運(yùn)用整體法的時(shí)候，不能隨便使用，應(yīng)詳細(xì)了解題意，明確其是否符合整體法的使用范圍，再進(jìn)行后續(xù)解題。

2 整體法在應(yīng)用過程中的重要性分析

力學(xué)內(nèi)容的篇幅較長(zhǎng)，也是歷年考試的重要考查點(diǎn)，雖然力學(xué)與生活息息相關(guān)，但是力是不可見的，很多學(xué)生在做題中不知道如何下手。所以在解題過程中，養(yǎng)成標(biāo)記力點(diǎn)的習(xí)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(jìn)行后續(xù)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(jiǎn)，將受力情況整體帶入，避免出現(xiàn)受力點(diǎn)繁瑣的情況也簡(jiǎn)化了解題思路，跳出題目給出的條框，從另一個(gè)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(xué)生的解題效率。很多學(xué)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(xiàng)過多導(dǎo)致太過于繁瑣，步驟越多越容易出錯(cuò)。而在學(xué)習(xí)過程中整體法的優(yōu)點(diǎn)可以有以下幾點(diǎn)概括。

（1）有效簡(jiǎn)化解題難度，提高解題效率。

（2）擴(kuò)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(duì)物理教學(xué)內(nèi)容的理解。

在解題過程中運(yùn)用整體法，可以靈活地解決問題，在學(xué)習(xí)物理力學(xué)的過程中培養(yǎng)學(xué)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(shí)際問題時(shí)的具體應(yīng)用分析

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

例一：將質(zhì)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(xiàn)將一塊質(zhì)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(xué)習(xí)過程中很常見，面對(duì)此類題目的時(shí)候，應(yīng)該先對(duì)題目進(jìn)行認(rèn)真的審題之后再進(jìn)行解題，題目給出斜面為光滑斜面，說明木塊在滑動(dòng)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(shè)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(shí)候，如果逐個(gè)分析受力點(diǎn)會(huì)過于復(fù)雜化，使解題過程變得過于繁瑣。可以通過整體法來對(duì)其進(jìn)行解析，將木塊與斜面看作一個(gè)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(jiǎn)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(shí)，通過斜面受到的合力與木塊的加速度，并結(jié)合牛頓的第二定律F=ma以及三角函數(shù)的關(guān)系式，可得出以下結(jié)論：Fx=macosθ=mgsinθcosθ， 簡(jiǎn)化后整理可得：f=magsin^2θ/2。

F=(M+m)g-N=masinθ=mgsin^2θ， 再簡(jiǎn)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(jiǎn)潔化的思路，從而提高學(xué)生的解題效率，以及學(xué)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(shí)際應(yīng)用過程中，不僅要掌握整體法的過程還應(yīng)該對(duì)整體法的約束性更加了解，避免出現(xiàn)濫用的情況。

例：如圖所示，將帶＋q電荷量、質(zhì)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(gè)球球相連，并用絕緣線懸掛于房頂。房間內(nèi)有強(qiáng)度為E、方向向左的電場(chǎng)，在這種情況之下，小球的狀態(tài)為（）。

由題目可知，兩個(gè)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(gè)小球看做一個(gè)整體，單方面的去進(jìn)行受力分析就會(huì)直接的選擇A項(xiàng)。但是題目給出兩個(gè)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(gè)整體在進(jìn)行受力分析時(shí)，左右電場(chǎng)的力是不能達(dá)成平衡的，也就是不可能為0，所以在排除A項(xiàng)之后，就是剩下的三個(gè)選項(xiàng)的區(qū)別就在于夾角大小的問題，將a球的細(xì)線與垂直方向的夾角設(shè)為α，這個(gè)時(shí)候再利用整體法來進(jìn)行解題，把α與β看成一個(gè)整體，即為tanα=Eq/2mg,再回過來研究b球，將b球的細(xì)線與豎直方向的夾角設(shè)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(dāng)整體水平穩(wěn)定且一致，并且各物體系統(tǒng)內(nèi)相互不涉及的情況之下，可以選擇使用整體法來進(jìn)行解題，但若整體狀態(tài)不穩(wěn)定、各物體之間的相互作用不清楚的時(shí)候也可使用整體法，不過什么時(shí)候，哪個(gè)步驟使用需要結(jié)合題目給出的條件，以及解題過程中的條件，謹(jǐn)慎使用，再進(jìn)行后續(xù)步驟。

4 結(jié)語

綜上所述，整體法的正確使用確實(shí)會(huì)為物理力學(xué)的解題帶來很多便利之處，省去了極為繁瑣的步驟的同時(shí)也減少了做題的出錯(cuò)率。不過更緊要的是需要仔細(xì)地對(duì)題目進(jìn)行閱讀，以達(dá)到理解的程度。在選擇時(shí)使用整體法，將多元化的思維方式進(jìn)行整合，使相互聯(lián)系、相互制約、相互依賴的多個(gè)組成融合為一個(gè)整體。恰當(dāng)?shù)厥褂谜w法可以有效地提升學(xué)生的做題思路，培養(yǎng)學(xué)生整體性思維模式，提高學(xué)生對(duì)物理學(xué)的積極性。