淺析高中物理受力分析整體法與間隔法

陳永云

摘 要 受力分析是高考理科綜合考試中要求學(xué)生必須要掌握的高中物理學(xué)的一個考點(diǎn)同時也是難點(diǎn)，對于高中理科學(xué)生來說，受力分析是一個必須要徹底掌握的解題技能。在高考中它經(jīng)常作為物理題的解題工具而出現(xiàn)，眾多的高考物理考點(diǎn)諸如重力、彈力、摩擦力、電場力、電磁力等方面的計(jì)算題，都要求考生在解答時先進(jìn)行受力分析的作業(yè)?？梢哉f如果不會受力分析，大多數(shù)物理題都很難下手。而受力分析真正讓學(xué)生困惑的地方就是受力方向的判斷，如果受力方向一旦判斷失誤，就會在分析時遺漏掉某個力。高中物理學(xué)中受力分析的方法主要分為整體法和間隔法。

關(guān)鍵詞 受力分析 整體法 間隔法

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0引言

物理是高考中得分最呈現(xiàn)兩極化的學(xué)科之一，得分高的學(xué)生往往不多，而水平差的學(xué)生通常得分很低，大多數(shù)的考生普遍認(rèn)為高中物理是理科中最難的一門。高中物理之所以難倒一大片主要是因?yàn)楦咧形锢韺W(xué)的基本概念非常抽象，是中國字但不是中國話，讓學(xué)生不能理解。而且高中物理的力學(xué)、電學(xué)所設(shè)計(jì)的規(guī)律很多，但其使用方法卻很繁雜并讓學(xué)生那以理解。整個高中的物理知識呈現(xiàn)知識點(diǎn)的關(guān)聯(lián)性很強(qiáng)，相關(guān)物理思路太過復(fù)雜，分析起來又大費(fèi)周張，上述種種因素致使學(xué)生對學(xué)習(xí)物理產(chǎn)生畏懼的心理。在高中物理課的各類規(guī)律和方法中，高考中出現(xiàn)頻率最高的就是受力分析的相關(guān)方法。不管是在力學(xué)，還是電學(xué)以及熱學(xué)等諸多問題的解答中，往往都需要先進(jìn)行受力分析才能再進(jìn)行下一步。在對高中物理受力分析的教學(xué)調(diào)查中，學(xué)生們普遍反應(yīng)知識掌握不夠、儲備有限等狀況。這就導(dǎo)致學(xué)生在對物體進(jìn)行受力分析時往往會出現(xiàn)失誤，比如多分析了力又或是遺漏了相關(guān)的力等等。高中物理教師在進(jìn)行教學(xué)時，應(yīng)該就受力分析的整體法與間隔法進(jìn)行著重強(qiáng)調(diào)，從而避免學(xué)生在受力分析時出現(xiàn)錯誤。

1受力分析的步驟及方法

首先，如果題目中涉及到了受力分析就應(yīng)該根據(jù)題目的已知條件，務(wù)必要明確找出受力分析的對象。明確受力分析的對象是受力分析的解題關(guān)鍵，也是最起碼的要求；其次，在找出受力分析的對象以后，還要分析各種力的先后順序，應(yīng)該先分析受力對象所受到的重力、電場力、磁場力等等。在分析重力的時候，還要格外注意如果受力對象是多個物體的組合體，那么此時的重力應(yīng)該是幾個物體的重力之和，其受力方向垂直向下。接下來再分析彈力和摩擦力；最后，在上述工作都完成以后，要畫出物體的受力示意圖。在整個受力分析作業(yè)都結(jié)束以后，還要進(jìn)行檢驗(yàn)。檢驗(yàn)時有兩個思路，一個是每一個力都不是憑空產(chǎn)生的，都是施力的對象；還有就是要從力和運(yùn)動因果關(guān)系的一致性入手。

上述是受力分析的基本步驟，而在進(jìn)行關(guān)于受力分析的思考時，就要用到整體法和間隔法。所謂的整體法就是把題目中所有運(yùn)動的物體看成是一個物體，當(dāng)然這里的前提是所有物體的運(yùn)動狀態(tài)要相同，否則就不能進(jìn)行整體法的運(yùn)用。而隔離法則和整體法相反，它是指把單個對象從周圍關(guān)聯(lián)的物體中隔離出來，然后再分析這個單個對象所受到的作用力。如果題設(shè)中，所有物體的運(yùn)動狀態(tài)是相同的，那么無疑要用整體法。如果題設(shè)中對象是單個物體或者運(yùn)動狀態(tài)不同，通常要用隔離法進(jìn)行受力分析。

2整體法與間隔法的具體應(yīng)用

2.1在靜力學(xué)中的應(yīng)用

有這樣一道真題是說：在一個水平面上放置了一個三角形的立方體，在這個立方體的兩個斜面上放了兩個小立方體，其質(zhì)量分別是A1和A2，且A1>A2。如果這三個物體都是靜止的，則水平面對于三角形的立方體有什么作用力？

首先分析三個大小不一的立方體，根據(jù)題目來看這三個立方體都是靜止的，也就是說這三個物體的運(yùn)動狀態(tài)是一致的。那么在受力分析時就可以用到整體法，因此這三個立方體可以看成是一個不規(guī)則的整體。這個整體完全靜止在水平面上，也就談不上所謂的摩擦力作用，所以說這個整體只受重力的作用和支持力的作用。

2.2在牛頓運(yùn)動定律中的應(yīng)用

一個質(zhì)量為20公斤的三棱錐體ABC斜放在地面上，與地面形成的動摩擦因數(shù)為0.02。此三棱錐體與地面的一個傾斜角為30度，在這個30度的斜面上還有一個2公斤的正方體開始在這個斜面上滑行。滑行路程為160厘米時，其速度為每秒160厘米，在滑行的過程中三棱錐體一直保持不動，求地面對此三棱錐體的摩擦力？在解答這個問題時，先要根據(jù)物理學(xué)中的勻加速度公式，求出小正方體的加速度，最終根據(jù)牛頓定律從而分析得出物體是否受了摩擦力的作用。

如果碰到牛頓運(yùn)動定律和連接體問題的綜合大題時，要注意考慮書中的公式F=ma。在這個公式的F 為合外力，連接體問題一般都可以化為是一個整體，因此連接體之間的相互作用力沒有必要去花費(fèi)大量的時間去分析?？忌灰阉?dāng)成一個整體來分析，分析外在環(huán)境對這個整體的作用力就可以了。這樣一來，大大節(jié)省了學(xué)生們時間，其受力過程也簡化了，這就是“整體法”的活學(xué)活用。如果問題問的是連接體之間的作用力時，就依樣畫葫蘆將物體隔離出來，去解答問題，這就是所謂的“隔離法”。由這個解題的過程可以發(fā)現(xiàn)“整體法”和“隔離法”，在解答連接體的問題時中經(jīng)?；ネǎ@正是相互作用的物體具有相同的加速度的重要體現(xiàn) 。

2.3在連接體中的應(yīng)用

兩個質(zhì)量分別為A1和A2的小立方體A 與B用一根繩子連起來，并用一個水平F勻加速拉動。求解兩個立方體之間的拉力？在解答這道題時，同樣可以發(fā)現(xiàn)小立方體A與B的運(yùn)動狀態(tài)是一致的，因此根據(jù)整體法，把A和B看成一個整體。這樣一來只需要求出這個整體的作用力即可，如此思考題目也就迎刃而解了。

3相關(guān)教學(xué)策略的反思

傳統(tǒng)的物理教學(xué)方式往往是滿堂灌，僅僅就是一種簡單的灌輸。通常的物理課堂上，物理教師講得口干舌燥，而地下的學(xué)生確是一知半解。高中的物理學(xué)比較枯燥和難以理解，如果學(xué)生們沒有絲毫興趣地去學(xué)物理，課堂上一知半解，下了課也不會去做任何的復(fù)習(xí)工作。長此以往，學(xué)生的物理成績也就慢慢落后于人。因此，這就需要物理教師去改變教學(xué)策略。高中的物理課和初中常識性的物理課不同，已經(jīng)從簡單變得抽象復(fù)雜，很多知識大部分學(xué)生根本理解不了。物理教師應(yīng)該以激發(fā)高中生的學(xué)習(xí)興趣為出發(fā)點(diǎn)，盡可能的為學(xué)生營造在生活中的與高中物理知識有關(guān)的常見場景。還可以用幽默、搞笑等非常輕松的教學(xué)風(fēng)格刻意地改變物理課堂嚴(yán)肅、壓抑得課堂氣氛，從而最大限度地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性。今天的學(xué)生已經(jīng)不適用于過去那種說教的形式，必須要利用起多媒體教學(xué)軟件和新穎的物理教具。本來高中物理就非常抽象，純純粹次靠過去的說服教育，學(xué)生們不但無法理解物理相關(guān)的知識點(diǎn)，更會對物理課產(chǎn)生厭煩的情緒。利用多媒體，將抽象復(fù)雜的考點(diǎn)轉(zhuǎn)換為圖像、視頻或者等形式，學(xué)生們就比較樂于接受。這樣一來，既壓制了學(xué)生學(xué)習(xí)物理產(chǎn)生的煩躁情緒，也激發(fā)了學(xué)生對于數(shù)理化生等學(xué)科的學(xué)習(xí)熱情。利用多媒體教學(xué)不僅能啟發(fā)學(xué)生的興趣，還可以借助多媒體來拓寬學(xué)生的視野，打破了教材本身對于學(xué)生的限制。

4總結(jié)

要想進(jìn)行受力分析的作業(yè)，首先要選對受力對象。選擇受力對象的過程，其本身就是一個思考的過程，在物理學(xué)中并沒相關(guān)的定義和準(zhǔn)則，因此分析對象的選擇是自由、多樣化的。不同的分析對象，解答出來的題目是大相徑庭的。而整體法和間隔法的運(yùn)用，是目前高考中最為常見的受力分析方法，因此不管是教師還是學(xué)生都必要引起關(guān)注。

首先，以間隔法來提高學(xué)生的分析能力。教師應(yīng)該先教會使用學(xué)生間隔法，仔細(xì)思索如何把題目中復(fù)雜的物體中，單獨(dú)分離出解題想要的對象。這樣的思考過程，無疑鍛煉了學(xué)生的分析能力。

其次，以整體法促進(jìn)學(xué)生的理解能力。要想將幾個物體看成是一個物體，就必須要求學(xué)生有綜合性的思維。教師要引導(dǎo)學(xué)生將題目中的各個物體看成是一個整體，用宏觀的角度去分析這個整體所受的力，這往往對于學(xué)生綜合性思維有著一定的提高。

最后，要把整體法和間隔法綜合起來交叉使用。整體法和間隔法都有其缺陷存在，而近年來的高考真題當(dāng)中，已經(jīng)越來越傾向于將二者綜合運(yùn)用的考察。間隔法簡單但麻煩，整體法解答簡單，但其思考過程卻比較難。只有將兩種方法綜合地結(jié)合在一起，微觀上可以幫助學(xué)生在高考中取得更好的成績，宏觀上長期使用這種交叉思維的模式，更對學(xué)生的邏輯思維能力有著更深層次的提高。

參考文獻(xiàn)

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