整體法在高中物理力學(xué)解題中的運(yùn)用

劉洪弛

【內(nèi)容摘要】高中物理是一門重要的學(xué)科，它不僅對(duì)學(xué)生邏輯思維的培養(yǎng)具有重要的促進(jìn)作用，而且在當(dāng)前的高中升學(xué)考試中占據(jù)不小的分值比例。本文中作者通過(guò)論述高中物理力學(xué)階梯中引入整體法的作用，列舉高中物理力學(xué)階梯中引入整體法的實(shí)例，理論實(shí)踐相結(jié)合來(lái)探究整體法與高中物理力學(xué)解題的結(jié)合之策，進(jìn)一步提升整體法的運(yùn)用水平，提高高中物理力學(xué)解題效率。

【關(guān)鍵詞】整體法 高中 物理 力學(xué) 解題 運(yùn)用

整體法對(duì)學(xué)生綜合思維能力的培養(yǎng)具有重要的促進(jìn)作用，它不僅能夠提高高中物理學(xué)科中力學(xué)知識(shí)模塊的學(xué)習(xí)，更對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)其他物理知識(shí)模塊具有積極的影響。下面筆者就以高中物理的力學(xué)部分為例子，從整體法的涵義、高中物理力學(xué)階梯中引入整體法的作用、高中物理力學(xué)解題中引入整體法的實(shí)例三個(gè)方面來(lái)進(jìn)行詳細(xì)的分析與論述。

一、整體法的涵義

基于物理學(xué)范疇來(lái)講，整體法指的是在解決物理問(wèn)題時(shí)，通常將幾個(gè)物體作為整體開展研究。整體法所運(yùn)用的思維屬于綜合性思維，它對(duì)于物理思維的培養(yǎng)和物理知識(shí)的積累具有重要的促進(jìn)作用，是值得在學(xué)習(xí)過(guò)程中推而廣之的方法和思維模式。

二、高中物理力學(xué)階梯中引入整體法的作用

眾所周知，在高中階段的物理學(xué)科中，我們需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容大致包括力學(xué)、光學(xué)、功與能的轉(zhuǎn)化、熱學(xué)、電磁等幾大部分內(nèi)容。而力學(xué)則是上述這幾部分內(nèi)容中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。這一部分的知識(shí)不僅較為抽象，需要學(xué)生花費(fèi)大量的心血來(lái)理解，而且在以往的考試中占據(jù)的分?jǐn)?shù)比例較大，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)的影響較大。因此做好高中物理學(xué)科中力學(xué)部分的學(xué)習(xí)是我們的重點(diǎn)。

高中物理學(xué)科的力學(xué)知識(shí)板塊中的基礎(chǔ)部分是受力分析，它既是學(xué)習(xí)力學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)又是我們學(xué)習(xí)物理的難點(diǎn)。在學(xué)習(xí)中容易出現(xiàn)以下問(wèn)題：不能夠正確分析物體的受力情況，進(jìn)而導(dǎo)致解題錯(cuò)誤；在解答連接體受力情況時(shí)，不知如何下手；在分析每個(gè)物體的作用力和變化時(shí)，計(jì)算步驟繁瑣，錯(cuò)誤不斷。在這些情況下如果可以適時(shí)地引入整體法思維，采用整體法思維來(lái)解答物理力學(xué)題目，會(huì)收到意想不到的良好效果。

整體法的思維模式是局部到全局，它是系統(tǒng)論中的整體原理在力學(xué)知識(shí)板塊中的運(yùn)用。在分析物體受力情況時(shí)，引用整體法的思維模式，將幾個(gè)物體看成是一個(gè)受力的整體，來(lái)探究物體整體的受力情況，探究物體力的變化。

三、高中物理力學(xué)解題中引入整體法的實(shí)例

為了更形象生動(dòng)地剖析整體法在高中物理學(xué)科中力學(xué)解題過(guò)程中的應(yīng)用，作者將通過(guò)這兩個(gè)經(jīng)典的例題來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)的分析和說(shuō)明。實(shí)例一，題目為：把質(zhì)量為M的斜面體放置于粗造水平面，把質(zhì)量為m的物體在傾斜角為θ的光滑斜面上加速下滑，請(qǐng)問(wèn)在質(zhì)量m的物體下滑全過(guò)程里，斜面體受水平地面支持力和靜摩擦力各是多少？

這是一道較為典型的高中物理學(xué)科力學(xué)習(xí)題，在很多物理力學(xué)知識(shí)試卷上我們都經(jīng)常會(huì)遇到類似習(xí)題的演變題目。當(dāng)物體沿著傾斜角為θ的斜面下滑過(guò)程中，它的加速度是α=gsinθ，方向和斜面平行，且同時(shí)向下。由于該道題目中并沒(méi)有提到物體和斜面之間存在摩擦力和壓力，因此在進(jìn)行解題時(shí)，我們重點(diǎn)放在物體和斜面所組成的系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)之外的摩擦力與支持力。顯而易見，在進(jìn)行這道力學(xué)習(xí)題的分析和解答過(guò)程中，我們引用了整體法來(lái)進(jìn)行分析，同時(shí)結(jié)合物理原理中的牛頓第二定律來(lái)列出下面的方程式：

∑Fx=f=macosθ=mgsinθcosθ，求得f=1/2mgsin2θ；

∑Fy=（M+n）g-N=masinθ= mgsin2θ，求得N=（M+n）g-mgsin2θ。

由上述該道題的解答過(guò)程我們可以看出，通過(guò)分析解答我們可以看出運(yùn)用整體法來(lái)解決高中物理學(xué)科中力學(xué)試題的實(shí)用性和高效性。但有一點(diǎn)作者需要在這里提醒，就是雖然整體法能夠極大地提高高中物理學(xué)科的解題效率，但并不是所有的題目都可以運(yùn)用整體法來(lái)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、快速的解題，為了更形象地說(shuō)明這一整體法的運(yùn)用細(xì)節(jié)注意事項(xiàng)，作者在此列出來(lái)第二道例題：

實(shí)例二，a、b兩個(gè)帶電小球的質(zhì)量一樣，都是m，這兩只小球所帶電荷量分別是+2q和-q，兩球之間通過(guò)絕緣細(xì)線來(lái)連接，a球有用長(zhǎng)度相同的絕緣細(xì)線懸掛于天花板上，在兩球所在的空間有方向向左的均強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度是E，平衡時(shí)細(xì)線被拉緊，下面哪些球中是平衡時(shí)球的位置。

如果認(rèn)真的分析題目中所給出來(lái)的條件，兩個(gè)a、b小球的帶電量并不一致，如果采用上述文章中筆者所講的整體法來(lái)解答該題，把兩個(gè)小球視為一個(gè)整體，我們很顯然會(huì)選擇A選項(xiàng)。但兩球帶電量不同時(shí)，看成整體，受力分析時(shí)左右電場(chǎng)的力達(dá)不到平衡，換句話講左右方向的合理不是零。鑒于上述一系列分析，我們通過(guò)排除法和對(duì)比法，最終選定正確答案為C選項(xiàng)。通過(guò)上述兩道高中物理課程中力學(xué)習(xí)題的分析，我們明白整體法不僅能夠?qū)⑽矬w視為一個(gè)整體，還能夠?qū)⑽锢磉^(guò)程視為一整體，進(jìn)而結(jié)合題目中所給定的具體條件來(lái)精準(zhǔn)查找題目的解題點(diǎn)，破解力學(xué)題目，提高解題準(zhǔn)確率。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，整體法對(duì)于高中物理力學(xué)模塊習(xí)題的解答具有重要的促進(jìn)作用。力學(xué)模塊的知識(shí)一直是高中物理學(xué)習(xí)的難點(diǎn)和重點(diǎn)，整體法的引入能夠極大的簡(jiǎn)化解題步驟，化繁為簡(jiǎn)提高力學(xué)習(xí)題的解題效率和準(zhǔn)確率。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 楊博睿. 議高中物理力學(xué)解題中整體法的運(yùn)用[J]. 科學(xué)大眾（科學(xué)教育），2017（02）：30.

[2] 高琛澤. 如何應(yīng)用對(duì)稱性分析高中物理力學(xué)問(wèn)題[J]. 中國(guó)校外教育，2016（34）：103.

（作者單位：湖南省長(zhǎng)沙市寧鄉(xiāng)縣第一中學(xué)）endprint