整體法和隔離法在高中物理解題中的應用探討

在中學物理解題思路中，較常用的就是整體法和隔離法，如果能熟練地掌握這兩種辦法，同時能在解題過程中靈活地運用起來，便能快速地解題，并達到事半功倍的效果。本文對整體法和隔離法在高中物理解題中的應用進行探討，列舉了兩種方法在多物體整體和多過程整體兩種題目中作答思路及選擇哪一種方法能迅速作答。

在高中階段的物理解答力學問題時，常常會遇到這樣一個情況：題干中給出的被研究對象是由幾個互相關(guān)聯(lián)的物體構(gòu)成的一個體系，而不是一個單一的物體。通常情況下，解答該類問題會采用隔離法，所謂隔離法，即是將物理問題中部分研究對象或過程、狀態(tài)從整體中剝離出來尋找規(guī)律的一種研究方法。隔離法有兩種類型：一是對象的隔離，即為尋求與某物體有關(guān)的所求量與已知量存在何種關(guān)系，并將其從整體中單獨隔離；二是過程的隔離，整體部分的各個物體中往往有相互間的運動過程，要想分析出其中涉及的物理量，就要將該物體的運動過程從整體中剝離分析。但是在實際解題過程中也有不少的題僅僅依靠隔離法是很難解決的，且過程也極其繁瑣，甚至無從著手。這就要依靠物理中常用的另一種方法：整體法。即將整個系統(tǒng)當作一個整體作為研究對象進行受力分析并求解，使原本復雜的問題簡單化，問題也迎刃而解。整體法也分為兩種情況：一是當不涉及整體中某一個物體的力和運動時，而是研究整體；二是研究運動全過程。

整體法和隔離法在高中物理解題中的應用

多物體的整體

針對單一物體構(gòu)成的整體，可運用牛頓第二定律：F=ma，而針對兩個甚至兩個以上的物體構(gòu)成的整體，該定律照樣適用，其公式為：

所以答案選擇B。

題型解析：解答改題目的重點是尋求各個物體間的受力情況，并求解出系統(tǒng)間的內(nèi)力值的大小，單一地運用整體法或者隔離法是無法求得結(jié)果的，只能巧妙地運用兩種方法和部分整體法才能讓計算分析過程簡單化，從而快速解題。

多過程的整體

我們在解答遇到的物理問題過程中，一旦遇到了多個運動過程時，就要合理地運用隔離法將此類問題分解成多個單一過程逐一分析。但這種方法要求我們必須要把每一個過程分析的十分透徹，并列出每個過程的方程并求解，這種方法十分繁瑣，加上方程個數(shù)多，還要對運用過程逐一分析，所以在計算過程中錯誤率十分高。如果在解題過程中我們能尋找到他們共同遵守的某些規(guī)律，比如說動量守恒定律和機械守恒定律等，則可以將每一個過程當做一個整體，列一次性方程來解答，避免繁瑣的中間過程分析和多組方程，從而提升作答效率。

例二，一質(zhì)量為M，在光滑水平面上靜置內(nèi)壁間距L的箱子，箱內(nèi)中間位置置放質(zhì)量為m的小物塊，小物塊與箱底板動摩擦因素為u，如圖2所示。接下來給小物塊水平向右的初速度v，小物塊與箱壁碰撞N次后又恰好回到箱內(nèi)正中間，并與箱保持相對靜止。假設(shè)碰撞過程是彈性的，那么在該運動階段內(nèi)，整體損失了多少動能（ ）

答案為：BD

題型解析：解答改題目的重點是抓住重復運動的特點，如果采用隔離法逐步分析每個運動，就十分繁瑣，并且題目中并未準確地給出碰撞次數(shù)。相反，如果將N次碰撞過程當做整體，而在解題過程中不考慮碰撞問題，則只用找出系統(tǒng)初末狀態(tài)即可將問題最簡化。

整體法與隔離法的對比應用

整體法與隔離法的應用可以綜合考慮后選擇，對于有些物理題可以使用整體法，也可以使用隔離法，當然也不排除先整體后隔離的方法。選擇合適的方法勢必會事半功倍，并且更快速轉(zhuǎn)換思想求解問題。以例三為例，如圖3所示，一質(zhì)量為M，長度為L的木板放在傾角為θ的光滑斜面上，若質(zhì)量為m的人以加速度1 a在木板上奔跑時，求解當木板靜止于斜面上時加速度1 a為多少（假設(shè)人在奔跑過程中，不與木板打滑）？當人與斜面一直保持相對靜止時，假設(shè)人在奔跑過程中，不與木板打滑，求解這一過程中木板的加速度2 a？

結(jié)論

針對我們中學生來說，什么情況下采取整體法，什么情況采用隔離法一直很難抉擇，拿到題目一般情況下很難在第一時間做出判斷該選取哪一種方法。通常情況下，有以下幾種情況則采用整體法：當求解問題只涉及研究整體而不考慮其他部分的細節(jié)時；當求解問題只涉及運動整個過程而不考慮其他部分的運動時；當求解問題只涉及某個物理規(guī)律（比如說：機械能守恒定律、動量守恒定律等，如例二）；當整體各個物體有不同的加速度，但是求解問題不涉及內(nèi)力時。如果所求問題是以下幾個，則優(yōu)先選取隔離法：整體中某個物體承受的力或者運動情況；整體中個物體間有不同加速度且求取的物理量涉及到內(nèi)力。但是，在實際解題過程中，并不是單單使用某一種辦法就能解答的，兩種方法在解題時各有各的優(yōu)點，要具體問題具體分析，根據(jù)題干中的已知條件合理地靈活地運用并交替運用，打開解題思路，不要局限于某一種解題方法，提升解題能力。

參考文獻

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（作者簡介：夏茂林，四川省綿陽中學。）endprint