關于高中物理力學解題中整體法的分析策略

萬家福

摘要：高中物理知識涉及到熱學、光學、力學和電磁學等領域，在這其中關于力學的知識涉及范圍最廣，知識體系也最復雜，學習難度也最高。但是與力學其他知識相比，最接近顯示生活，對學生的日常生活很有幫助，因此學好力學的知識對于高中生來說有著很重要的意義。但是力學的學習難度高，方法多種多樣，整體法就是其中的一種，整體法廣泛道德運用于高中物理的受力分析之中，對于解決各類力學問題有著很好的幫助，本文將從多方面對整體法進行分析，希望對學生力學的學習有所幫助。

關鍵詞：高中物理；力學解題；整體法

一、整體法的內涵及其重要性

1.整體法的概述

整體法是一種特殊的解題思想，注重整體性，在物體的受力分析過程中并不會詳細的分析每一個物體受到的每一個力，而是在一定的情況下，將部分物體看作一個整體，從而分析整體受到的力，內力忽略不計。這樣的處理，能大大減少某些復雜但卻對解題沒有實際用處的力的干擾，簡化分析難度，提高做題的效率。

2.整體法在高中物理力學解題中應用的重要性

力學在高中物理當中是學習的重點，考試也有很多相關的題目，而受力分析是力學學習的基礎，也是力學學習中最大的難點。若無法對物體的受力情況進行正確的分析，就無法正確解答相應的題目，而整體法在力學中的使用，能大大簡化復雜物體受力分析的過程，能避免對無用力的分析，能將學生調出思維定式，完成對題目的新的思考，整體法一般搭配隔離法使用，在很多復雜的系統中也能起到很好的效果，總而言之整體法在高中物理力學解題中的使用，能簡化解題難度，大大減少解題時間，提高效率；能極大的拓寬物理物體的解題思路，開發學生的創新性，提高學生的綜合能力；也有利于教師從多角度分析問題，讓學生更好地理解教學內容。

二、整體法在高中物理解題過程中的具體使用

1.在物體受力平衡問題中的使用

受力平衡問題是力學中很常見的問題，一般能過通過正常的受力分析很好的解決，但是在某些連接體的問題之中或者電場的問題之中，由于力的種類和數量很多，使用整體法能更高效解決問題。

例如：有兩個帶點小球a、b，質量均為m，帶電量分別為+2q和-q，用絕緣線相連，并用等長的線將a球掛與屋頂，兩球處于勻強電場之中，電場強度為E，方向水平向左，保證兩球平衡時，線緊繃，求兩球的狀態。

這類為題條件很多，涉及到的力的種類和數量也非常的多，用傳統的方式需要很清晰的思路和大量的工作，但利用整體的思想，將兩個小球視為一個整體，可以知道由于二者的帶電量不同，可以知道整體所受的合力為Eq，水平向左，可知兩球整體向左偏，再用整體法分析，可以求的a求與豎直方向的夾角α，在用隔離的方法分析b球，b球所受力都清楚，也可以求得ab球之間的線與豎直方向的夾角β，比較α和β就能很清楚地知道兩球的狀態是b球和a球都向左偏，且兩小球之間的線與豎直方向的夾角大于連接a求的線與豎直方向的夾角。

2.在物體相互作用的題型中的使用

相互作用力包括靜摩擦、動摩擦、庫侖力等等，受到很多因素的影響，分析起來很復雜，整體法的運用能很大的減少工作量。

例如：有一質量為M的斜面放置在水平粗糙面上，斜面為光滑的，傾角為θ，現將以質量為m的物體放在上面，木塊加速下滑，求過程中斜面受到的摩擦力和支持力。

從題干上看，光滑斜面，意味著物體下滑時不存在動摩擦力，只需考慮重力的影響，在已知斜面角的情況下，可求下滑的加速度a=gsinθ，若這類問題用傳統的分析法去做，要求斜面對物塊的支持力，物體對斜面的壓力，增加了解題難度，而用整體的思想，將二者看做一個整體，忽略二者之間的內力，這樣就能簡化分析過程，快速的列出方程式，由分析可知，f=Fx=macosθ=mgsinθcosθ，Fy=（M+m）g-N=mgsinθsinθ，解方程組獲得題目的答案。

3.在物體的運動過程中的使用

整體法不僅可以在整體靜止的情況下使用，在物體運動的情況下也有很好的實用效果，而且高中對學生的能力要求已經很高，需要學生能在復雜的運動情況中解決問題。一般此類問題需要將運動分為單物體單段運動、單物體多段運動、多物體多段運動等結合隔離法進行解題，下面結合例題分析。

例如：有一長木塊放置在光滑平面上M=3kg。有一m=1kg的小木塊在上面以v0=4的初速度在其左端向右滑行，木塊與木板的動摩擦因素μ=0.3，求此時m和M的加速度，以及若要保證小木塊不掉落，求木板的長度

這道例題就是在運動中整體法的使用，配合隔離法，對小木塊分析可得ma1=-μg，解的a1，對于木板同樣可得Ma2=μg，，解得a2。而解決第二問時，用整體法，可以分析出，在二者速度相同后，結合為一個整體共同向右繼續前進，在此基礎上，計算二者的運動時間，木板的長度就是二者運動的距離差，利用加速運動的距離公式解方程可以解得L=2m，整體的思想能很好地找到此問題的切入點，找到一個最合適的列方程的時機，解決問題。

總結：從以上的三個例子可以看出，整體法在高中物理力學解題中的使用范圍是很廣的，正確的使用整體法能大大簡化問題的難度，節省解題時間。因此，在平時的學習之中，同學們應該有更廣泛的視角，從整體把握問題，培養自己的整體思維，并在平時的學習之中多去實踐，提高自己對整體法的實踐度，從而提升自己的解題能力。

參考文獻：

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