高中物理應用整體法解題的研究

摘 要：高中物理解題中，如果單獨分析物理各個量之間的關系比較復雜，則可以將其看作一個整體進行研究，簡化問題的難度，提高解題效率，因此，在實際教學中，教師系統(tǒng)地講述整體法對學生高效解題有著顯著的作用.鑒于此，文章對整體法及其選用原則、解題思路進行探討，并提出高中物理應用整體法解題的策略.

關鍵詞：高中物理；整體法；解題；策略

中圖分類號：G632?? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1008-0333（2023）19-0114-03

收稿日期：2023-04-05

作者簡介：陳慶濤（1991.11-），男，甘肅省慶陽人，碩士，中學一級教師，從事高中物理教學研究.

解題方法的正確選擇通常是解決相關物理問題的重中之重，而整體法作為極其重要的一種解題方法，其可以使物理問題得到有效簡化，在促進解題效率提高的同時，實現(xiàn)解題時間的縮短.通過對以前的物理試題加以分析可知，整體法已成了當前考查的熱點，也成為學生解決難點問題的重要方法.因此，高中物理的解題教學中，教師需注重講解整體法，這不僅可以使學生立足于整體，呈現(xiàn)出事物的變化規(guī)律及其本質，有效避開解題中的繁瑣推理，實現(xiàn)問題的高效解決，而且還能使學生在進行問題思考與解決的時候，不再局限于局部，更多地是站在整體的角度，全面地分析問題，以提高學生分析與解決物理問題的能力.

1 整體法及其選用原則概述1.1 整體法內涵

高中物理解題中，可以將系列的運動全過程看作為整體，也能將存在關聯(lián)的對象看作為整體，即整體法就是由個體至全局的一種解析思路，最重要的就是理解到物理現(xiàn)象存在的本質，接著，將其重新組合為存在關聯(lián)的物體，依據整體能量變化、動量變化及其受到外力的狀況，列出相應的方程式，以實現(xiàn)物理問題有效解決的目的.同時，因為整體法是站在全局的角度來看待問題的，所以，其忽視了系統(tǒng)內部各個物體之間存在的相互作用即機械運動中的細節(jié)，這就會減少整個運算量，把復雜的問題簡單化，從而促進解題效率的提高.

1.2 整體法的選用原則

目前，高中物理解題中，整體法的運用還不是很多，并不是所有與平衡有關的問題都能運用整體法解決，一般來說，滿足以下條件的可運用整體法加以解決：第一，求取的物理量僅是與研究系統(tǒng)有關，而與系統(tǒng)內部的相關細節(jié)無關；第二，求取的物理量涉及到整個運動過程，但與某個時段運動的過程無關；第三，通過系統(tǒng)化的物理規(guī)律解決物理問題，類似于動能定理、機械守恒定律等；第四，系統(tǒng)當中的各個物體的加速度都是相同的，類似于平衡狀態(tài)，以及需加以分析的系統(tǒng)外的力，也就是外力，而非系統(tǒng)內的各個物體間存在的相互作用，即內力；凸顯出主要矛盾，即研究的外力，避開次要矛盾，即系統(tǒng)內力［1］.

2 應用整體法解決物理問題的思路

高中物理解題中，運用整體法的思路具體為：第一，確定具體的研究對象，需與試題中的情境相結合，實施科學選擇，主要就是選擇和周圍環(huán)境存在關聯(lián)，且已知條件相對較多的，當面對相對復雜的物理問題時，需關注到物體各個部分存在的制約，并分離出多個對象，才能實現(xiàn)物理問題的有效解決；第二，物理問題解決的關鍵是對受力點開展受力分析.常規(guī)來說，可先對電場力、磁場力、重力實施分析，接著，分析彈力、摩擦力等接觸力，最后再對其他別的力實施分析，或者是采取先進行重力分析，再進行彈力、摩擦力分析，然后再對其他力加以分析，經過該順序，對物體實際受力情況進行準確分析.通過這一順序加以分析的主要目的是防止多力、少力或者弄錯力的方向［2］.

第三，依據受力分析狀況以及研究對象的具體運動過程，與定律相結合，獲得物體受力平衡的平衡方程、動量守恒的方程或者是能量守恒的方程，然后聯(lián)立公式加以計算，就能夠求出相應的物理量，或者是判斷出物體的具體運動狀態(tài).

3 高中物理應用整體法解題的策略

3.1 整體法應用于解答受力分析題

受力分析屬于高中物理教學中的一種基礎知識，想要使學生充分掌握分析受力情況的技巧，提高學生分析受力情況的效率，教師就需要引導學生應用整體法進行受力分析相關試題的解答，以便于學生深刻感受到整體法在解題中的便利，并實現(xiàn)解題效率的提高.

例1 如圖1所示，在大磅秤上放一個大的木箱，在箱子內放個小的磅秤，一個人站到小磅秤上，在某個時刻，其用力朝上推箱的頂部，人與其他物體都處于靜止狀態(tài)，那么，兩磅秤的示數(shù)為（? ）.

A.小磅秤與大磅秤的示數(shù)同時增大

B.小磅秤的示數(shù)明顯增大，大磅秤的示數(shù)則不變

C.小磅秤的示數(shù)明顯增大，大磅秤的示數(shù)明顯減小

D.小磅秤的示數(shù)保持不變，大磅秤的示數(shù)明顯增大

本題主要對學生分析受力情況進行考查，分析受力的時候，通常需運用整體法，以實現(xiàn)整體和局部之間的關系有效處理.在對大磅秤的示數(shù)進行分析時，則是把人、木箱、小磅秤看作為整體，人推木箱的頂部，可以不考慮其內部力，所以，大磅秤的示數(shù)通常是不會有變化的，將人作為研究對象，向上推木箱，則會形成木箱反作用力，這就會使小磅秤壓力增加，所以，小磅秤的示數(shù)會明顯增大，由此可知，運用整體法進行受力分析，則能得出正確的答案B.

3.2 整體法應用于多次作用題

與物體的多次作用有關的試題，其過程通常是十分復雜的.如果在解題時采取的解題方法錯誤，不僅會使計算過程十分繁瑣，而且還極容易出現(xiàn)錯誤，而整體法的運用，整個教學過程以及解題步驟就會變得更加簡單，可以使學生在解題時，少走彎路，并引導學生通過整體法對多次作用題進行分析，以深化學生對學習知識的理解與掌握，并促進學生解題水平的提高［3］.

例2 如圖2，光滑水平面上放了相等質量的5個物塊，每個物塊之間間隔相應的距離，并排列成一條直線，第1個物塊的初動能是E0，將其依次和4個物塊產生碰撞，在每次碰撞之后，就不會分開，最后，把5個物塊連成整體，那么，這個整體的動能是（?? ）.

A.E0? B. 45E0? C. 15E0? D.125E0

解決本題，需分別考慮到每次的碰撞過程，需多次運用動量守恒定律，其解決過程通常十分繁瑣，而通過整體法的合理運用，則能把5個物塊看作成整體，只要經過相對簡單的計算過程，就能計算出正確答案是C.

3.3 整體法應用于平衡類試題

高中物理平衡類試題一般涉及到多個力和多個物體間的相互作用，從問題平衡的整體入手，往往能夠化繁為簡，快速地找到平衡條件［4］.其中，在對研究對象進行選擇時，可將幾個單個物體看作是一個整體，然后分析其受力情況，簡單、高效地解決問題.

例3 一個直角三角形物體B下端與彈簧相連，一條直角邊緊靠墻壁，一個正方形物體A靜置于B上，物體A、B以及彈簧處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)在給物體A施加一個沿斜面的方向的力F，如圖3所示，此時，物體A、B以及彈簧仍處于靜止狀態(tài)，則這時關于物體受力的判斷正確的是（? ）.

A.物體A與B之間的摩擦力變大

B.墻面與物體B之間可能沒有摩擦力

C.B與墻之間的彈力可能是不變的

D.B與墻之間的摩擦力變大圖3 例3題圖

將物體A、B看作一個整體，未加力F之前，物體重力等于彈簧彈力，物體與墻面之間沒有力的作用，當A、B組成的整體受到力F作用后，物體A、B以及彈簧仍處于靜止狀態(tài)，說明彈簧彈力不變，物體B與墻面的彈力增大，摩擦力也增大，因此正確答案為D.

3.4 整體法應用于運動過程類試題

高中物理的解題過程，學生能夠正確、高效分析出物體運動的情況，是其學習與掌握物理知識所必備的一種能力，而力則會使物體的整體運動狀態(tài)出現(xiàn)相應的變化，在實際運動的時候，通常體現(xiàn)了3種類型，也就是單個物體產生的單段運動、多個物體產生多段運動、單個物體產生多段運動，可以通過整體法分析物體的運動過程.

3.5 整體法應用于電路類試題

動態(tài)的電路分析通常是高中物理中常見的考查內容，在對相關試題進行解答的時候，通過整體法的合理運用，可實現(xiàn)問題的有效解決.

例4 如圖4所示電路，電源（電動勢E，內阻r），三個阻值為R的定值電阻分別為R1、R2、R3，滑動變阻器接入電路的有效阻值為0-2R，當移動滑動變阻器滑片時，下列說法正確的是（? ）.

圖4 例4題圖

A.b→a時，電流表的示數(shù)會逐漸變大

B.a→b時，電壓表的示數(shù)會逐漸變大

C.a→b時，定值電阻R1消耗的電功率會逐漸增大

D.b→a時，滑動變阻器的電功率先增大，然后變小

答案：D

綜上，整體法是解決物理綜合題的一種有效解決方法，在高中物理的解題教學當中，發(fā)揮了重要作用.因此，在具體教學時，物理教師需注重整體法的科學、系統(tǒng)講解，提供給學生相對簡單的思維方式，從而使學生分析與解決物理問題的能力得到明顯的提高，同時促使學生形成站在宏觀的視角來看待問題的素養(yǎng).

參考文獻：

［1］ 劉麗娟.基于整體法的高中物理解題教學研究［J］.數(shù)理化解題研究，2022（33）：92-94.

［2］ 楊純.整體法在高中物理解題中的有效應用［J］.數(shù)理化解題研究，2022（22）：101-103.

［3］ 劉家祥.整體法在高中物理解題中的應用［J］.數(shù)理化解題研究，2021（16）：79-80.

［4］ 張小光.探究高中物理力學解題中整體法的運用［J］.高考，2020（08）：135-136.

［責任編輯：李 璟］