淺析高中物理力學(xué)解題中整體法的運(yùn)用

任漢元

(福建省長(zhǎng)汀縣第一中學(xué) 366300)

對(duì)于高中物理力學(xué)試題，通常要求學(xué)生具備清晰、宏觀的解題思路.整體法是較為全面的一種解題方法，通常能使學(xué)生在力學(xué)試題的解答中能準(zhǔn)確且迅速的抓住解題的切入點(diǎn)，降低解題的錯(cuò)誤率，從而使學(xué)生自身的解題效率得到顯著提高.在高中物理力學(xué)的解題中運(yùn)用整體法，能夠使學(xué)生立足于整體的視角對(duì)相關(guān)問題實(shí)施分析，并以此對(duì)各物體彼此的聯(lián)系與組合實(shí)施整理，從而形成綜合、全面的解決物理問題的方法.在高中物理力學(xué)解題中，通過整體法的運(yùn)用，還能有效防止學(xué)生由于混亂復(fù)雜的受力分析，造成自身思維混亂，同時(shí)，還能對(duì)物體系統(tǒng)的整個(gè)受力過程實(shí)施簡(jiǎn)化，并立足于宏觀角度，提取相關(guān)問題的解決信息，從而使學(xué)生的解題思路得到有效拓展，并促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的有效理解.

一、整體法概述

物理解題過程中，整體法主要指問題當(dāng)中涉及到的過程或者系統(tǒng)的整體解析方法.以力學(xué)為例，其主要是把幾個(gè)物體當(dāng)做整體實(shí)施重點(diǎn)研究.如果想要對(duì)其受力狀況進(jìn)行分析，只需分析整體對(duì)象以外的物體對(duì)于整體所產(chǎn)生的影響，而不需對(duì)兩者互相的作用力進(jìn)行分析.就高中生來說，整體法主要是通過物體系統(tǒng)作為研究對(duì)象，對(duì)物理現(xiàn)象以及規(guī)律實(shí)施全面把握，屬于具有作用性、制約性、銜接性的一種物體或者狀態(tài).對(duì)于整體思維而言，其屬于綜合性的一種思維，在物理解題當(dāng)中，通過整體法的運(yùn)用，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)算時(shí)間的節(jié)省，促進(jìn)解題準(zhǔn)確率的提高，而且還能使學(xué)生形成相應(yīng)的解題思維.

對(duì)物理力學(xué)的習(xí)題進(jìn)行分析過程中，整體法呈現(xiàn)出特殊的角色，這和生活當(dāng)中較為常見的相關(guān)受力條件是存有區(qū)別的，通過整體法運(yùn)用，其不要對(duì)所有的力實(shí)施分析，而是通過相應(yīng)環(huán)境下，把問題當(dāng)中有緊密聯(lián)系的物體當(dāng)做整體，對(duì)整體的受力情況進(jìn)行綜合分析.因此，整體法的運(yùn)用，不僅有助于規(guī)避物體間的復(fù)雜受力，而且還能實(shí)現(xiàn)物理問題的有效解決，實(shí)現(xiàn)解題難度的降低，從而使高中物理的解題質(zhì)量以及效率得到整體提高.

二、力學(xué)解題中整體法運(yùn)用的重要性

高中物理的力學(xué)教學(xué)中，受力分析通常會(huì)使學(xué)生頭疼.在物理力學(xué)的相關(guān)問題解答的時(shí)候，學(xué)生通常只會(huì)分析一般的個(gè)體問題，而忽略了其他的物理變量，且解題過程不夠嚴(yán)謹(jǐn)，對(duì)物體受力的分析考慮不夠全面，并出現(xiàn)許多遺漏的內(nèi)容.當(dāng)遇到連接體相關(guān)問題的時(shí)候，學(xué)生通常會(huì)用到隔離法和整體法，將相關(guān)物理問題的連接體當(dāng)做是個(gè)整體，對(duì)整體受力狀況實(shí)施重點(diǎn)分析，這不僅能減少繁瑣的解題步驟，而且還能使解題難度有效降低，從而實(shí)現(xiàn)高效的解題.但是，就高中物理的解題狀況而言，大部分學(xué)生都沒有理解與掌握整體法的實(shí)際應(yīng)用技巧，并出現(xiàn)了混淆隔離法以及整體法的概念.實(shí)際上，隔離法與整體法二者是互相作用的關(guān)系，其對(duì)學(xué)生解題通常有著許多幫助.因此，在具體解題之前，學(xué)生需清楚的了解到隔離法和整體法之間的差異，也就是哪種狀況適合運(yùn)用整體法，兩者之間存有怎樣的本質(zhì)區(qū)別.由此可見，不論是立足于解題效率，還是思維方式，整體法的應(yīng)用都極其有效，從而使學(xué)生充分掌握應(yīng)用整體法的方法以及技巧，并實(shí)現(xiàn)學(xué)生力學(xué)解題能力的提高.

三、高中物理力學(xué)解題中整體法的運(yùn)用

1.物體平衡中整體法的運(yùn)用

物體平衡的問題不僅是高中物理的重要內(nèi)容，而且還是高考的重點(diǎn)內(nèi)容.同時(shí)，物體平衡的問題還能對(duì)學(xué)生受力分析能力進(jìn)行考察，該類型的題主要有兩個(gè)類型，也就是單個(gè)物體的平衡題以及連接體的平衡題.例如，現(xiàn)有兩根長(zhǎng)度相同的繩子，分別是AB與BC，兩根繩子吊住相同的重物，且維持于靜止?fàn)顟B(tài)，兩根繩子和水平方向的夾角是一樣的，都是60°，AB繩和水平方向的夾角不變，沿著水平方向把BC繩緩慢向右移動(dòng)，請(qǐng)問：BC繩的拉力如何變化？運(yùn)用整體法解題，先對(duì)整體受力分析，將繩AB與繩BC當(dāng)做整體，通過動(dòng)態(tài)的平行四邊形法呈現(xiàn)出新的力的平行四邊形，這個(gè)時(shí)候，就可知繩BC的拉力不斷增大，因此，學(xué)生在解題的時(shí)候，通過整體法的運(yùn)用，快速正確地解決問題.

2.物體多過程運(yùn)動(dòng)題中整體法的運(yùn)用

高中生對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的狀況正確分析，是其學(xué)習(xí)相關(guān)物理知識(shí)必備的能力，對(duì)于多過程問題而言往往比較復(fù)雜，多過程問題通常可分為2種類型，單個(gè)物體產(chǎn)生多段運(yùn)動(dòng)、多個(gè)物體產(chǎn)生多段運(yùn)動(dòng).現(xiàn)在我們通過整體法來分析物體的運(yùn)動(dòng)過程題.

例如，有一塊木板，靜止置于光滑的水平面，木板的質(zhì)量M=3kg，某時(shí)刻，一質(zhì)量m=1kg小木塊以v0=4m/s的初速度滑上長(zhǎng)木板的左端，長(zhǎng)木板與小木塊的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.3，g=10m/s2，請(qǐng)分析：小木塊不從長(zhǎng)木板上掉落，長(zhǎng)木板至少需多長(zhǎng)？

把木板和木塊看成一個(gè)系統(tǒng)，通過整體法對(duì)該題進(jìn)行解析，兩者間的摩擦力是內(nèi)力，系統(tǒng)所受的合外力為零，系統(tǒng)動(dòng)量守恒、能量守恒.這題從整體的角度出發(fā)就可以又快又好的解決實(shí)際問題.

3.相互作用問題中整體法的運(yùn)用

高中物理力學(xué)教學(xué)中，相互作用力通常包含了重力、彈力、摩擦力等.在應(yīng)對(duì)連接體的相互作用問題中整體法的思想也是十分重要的.

例如，有木塊1和木塊2，其都位于光滑的水平面上，其質(zhì)量分別是m與M，1、2之間通過輕繩連接，水平力F施加在木塊2上，1、2一起做加速運(yùn)動(dòng)，連接1、2木塊的輕繩張力是多少？

通過整體法對(duì)該題進(jìn)行分析，首先需把木塊1和木塊2看成一個(gè)整體，整體受力分析，整體應(yīng)用牛頓第二定律得：F=(M+m)a，可以求出整體的a；再對(duì)木塊1進(jìn)行單獨(dú)受力分析，對(duì)木塊1列出牛頓第二定律的表達(dá)式即可求得繩子的拉力.解決此類問題的時(shí)候，把木塊1和木塊2看成一個(gè)整體，做出整體受力分析圖，這種方法忽略了2個(gè)木塊之間存有的相互作用力，這就能使相應(yīng)的分析環(huán)節(jié)有效減少，并促進(jìn)學(xué)生的解題效率以及正確率的進(jìn)一步提高.

綜上所述，高中物理解題中運(yùn)用整體法，其不僅能實(shí)現(xiàn)解題時(shí)間的節(jié)省，省略較多繁雜的解題環(huán)節(jié)，而且還能促進(jìn)學(xué)生解題正確率的提高，為力學(xué)解題提供更多便捷.同時(shí)，物理力學(xué)的解題中，通過整體法的運(yùn)用，還能對(duì)思維實(shí)施整合處理，把各項(xiàng)條件當(dāng)做整體，合理的運(yùn)用整體法，解答相關(guān)力學(xué)問題，從而使學(xué)生解題效率得到提高的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生自身綜合性思維力的鍛煉.