高中物理力學解題中整體法的運用研究

朱 挺

(江蘇省啟東中學 226200)

高中物理當中的力學內容，知識體系比較復雜，需要學生擁有宏觀、清晰的解題思路，而整體法正是一種比較全面的解題方法，也是一種邏輯思路，可以讓學生在力學解題中快速、準確的抓住切入點，減少解題時錯誤思維，提升學生的解題效率.整體法主要是指讓學生可以從整體視角方向對物理運動規(guī)律進行觀察，并由此對各個物體之間的聯(lián)系組合進行整理，最后全面、綜合的將對應問題解決.整體法的開展，可有效避免學生因為繁雜混亂的受力分析知識而導致的思維混亂，可以對物體的受力過程進行簡化，并從宏觀角度上對問題的主要信息進行提取，使學生在解題思路得以拓展的同時，加強學生對于內容的理解.

一、整體法在物體平衡題型中的應用

物理平衡問題是高中物理中重要的知識內容，也是高考的重點內容.物理平衡問題主要考察的是學生受力分析能力，這類型的題型主要分兩個類型，即單個物體平衡題與連接體之間的平衡題.

例如：“現(xiàn)提供2根同等長度的繩子，分別命名為AB和BC，2根繩子共同吊住同一個重物，且維持靜止狀態(tài)，2根繩子與水平方向夾角相同，均為60°，在確保AB繩與水平方向夾角不變的前提下，現(xiàn)沿著水平的方向緩慢移動BC繩，問此時BC繩的拉力是如何變化的？”

現(xiàn)采用整體法進行解題分析，首先對力作合成處理，把AB繩與BC繩納為同一個整體，運用動態(tài)的平行四邊形方法，作出一個力的平行四邊形，此時可以看到BC繩的拉力由小逐漸增大，因此，在解題時，學生的解題思路必須要保清晰，同時結合作用力和反作用力之間的關系，盡而快速完成解題.

二、整體法在運動過程題型中的應用

對物體運動的實際情況進行正確分析是高中學生學習物理必須要具備的能力，而力就是導致物體運動狀態(tài)發(fā)生變化的重要原因，在對這個運動過程中進行分析時，可以分為3種類型，即單個物體發(fā)生的單段運動、單個物體出現(xiàn)的多段運動以及多個物體發(fā)生的多段運動，現(xiàn)采用整體法對物體運動過程題型進行解析.

例如：“現(xiàn)有1長木板，以靜止狀態(tài)下置于光滑水平面上，該木板的質量M是3 kg，木板上方又放置的另1質量m是1 kg的小木塊，某個時刻，以小木塊作為質點，在v0是4 m/s的初始速度前提下滑向長木板左端，小木塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)μ為0.3，重力加速度g為10 m/s2，計算出小木塊m與長木板M的速度是多少，問不讓小木塊m由長木板M上落下，那么長木板的長度L需要多長？”

三、整體法在相互作用題型中的應用

高中物理課程中的相互作用主要包括了滑動摩擦力、靜摩擦力，動摩擦因數(shù)以及共點力等多種平衡因素，這類題型應用整體法解題的方法如下：

例如：“已知木塊1與木塊2，均處于同一個光滑水平面上，質量分別以m和M表示，1、2之間由輕繩連接，受水平力F的作用，做加速運動，問1、2木塊間的輕繩張力？”.

運用整體法解該題，先分析出木塊1與木塊2整體的受力情況，依據(jù)牛頓第二定律，可知水平力F=(M+m)a，即a=F與(M+m)兩者的比值，之后單獨分析木塊1實際的受力情況，可知張力FT=Fm與(M+m)的比值，解題時，將木塊1與木塊2作一個整體，將相關的受力圖畫出來，忽略2個木塊間的作用力，這樣可減少分析環(huán)節(jié)，提高解題的正確率與解題效率.

四、整體法在力學綜合解題中的應用

綜合解答與條理分析是各類力學解題會應用到的，在應用整體法解題時也要注重條理分析，尤其是在分析力的合力和分力時，此外涉及到電荷量或者正負數(shù)量時，也要注意條理分析.

例如：中的a、b是2個帶電體，質量均以m代表，現(xiàn)已知a電荷量是+2q，b的帶電荷量是-q，假如2個小球以絕緣線連接，再用1根同等長度的絕緣線，將a吊于天花板上，在電場均勻的條件下，方向往左，電場強度以E代表，當a、b平衡時，2根線均處在拉緊狀態(tài)，請問a與b豎直方向夾角關系？

以整體法解該題，可將a、b球視為一個整體，由于不同的電荷數(shù)，a以正電數(shù)居多，故偏左，具體幅度需要依據(jù)

圖1

a、b球分別與豎直方向的成角幅度計算，故將a和豎直方

向夾角設置為α，b和豎直方向夾角設置為β，可以通過tanα=Eq/2mg計算出a的幅度，通過tanβ=Eq/mg算出b的幅度，由此可知α<β，即a豎直方向夾角大于b的豎直方向夾角，便可得出正確答案為C.

總之，整體法可以讓學生解答力學題的過程中，首先對知識內容進行整體研究，充分明確特定對象處于特定環(huán)境時的受力情況，其次在具體分析對象確立后，可以依據(jù)題干選擇的主要目標，并將目標從整體中當中分離出來，進而明確出該對象的受力圖，最后理清所有相關的題目條件，將無關因素清除，讓學生在對分析對象其他受力情況進行分析的同時，調動自己的空間想象力，構建出初步運動軌跡，讓學生解題的思路更簡單、更清晰，幫助解題.因此，整體法的應用可以幫助高中學生解決高中力學知識當中的物體平衡、物體相互作用及物體運動過程等多種題型，整體法可以讓學生在解題時既能把握住總體視角，又能有條理的進行分析，維持整體思維，充分發(fā)揮學生的空間想象能力，全面提高學生的解題能力與效率.