高中物理力學(xué)解題中整體法的運(yùn)用

摘 要：力學(xué)是非常重要的物理知識(shí)，而且復(fù)雜度和難度較高。學(xué)生如果不能選用恰當(dāng)?shù)乃悸?，力學(xué)分析過(guò)程就會(huì)混亂而繁雜，無(wú)法高效地解決力學(xué)題目。所以，力學(xué)題型主要考查學(xué)生的思維力。這就要求學(xué)生必須以開(kāi)放和靈活的思路來(lái)分析力學(xué)問(wèn)題，整體法是最為基本的方法，在很多力學(xué)題型中都能運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：高中物理;力學(xué)解題;整體法;應(yīng)用過(guò)程

中圖分類(lèi)號(hào)：G427? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-624X（2019）42-0052-02

引? ?言

整體法是分析力學(xué)題目的重要思路，能夠簡(jiǎn)化受力分析的過(guò)程，降低題目的復(fù)雜度，同時(shí)也能解放學(xué)生的思維，強(qiáng)化物理思維的靈活性與整體性。本文概述了整體法的內(nèi)涵及在力學(xué)題目中的應(yīng)用價(jià)值，分析了具體的應(yīng)用情況，并就如何強(qiáng)化整體法的運(yùn)用效果提出了建議。

一、整體法及其運(yùn)用價(jià)值

1.整體法

這是處理物理問(wèn)題的關(guān)鍵思路之一，在解題中需要關(guān)注整體性，將數(shù)個(gè)受力體看作整體性的存在，在分析物理受力情況時(shí)，只需要考慮這一整體所受的作用力，忽略物體之間的內(nèi)力情況。在整體性的思路中，分析問(wèn)題的對(duì)象是物體系統(tǒng)，需要對(duì)該物體系統(tǒng)和其受力的全過(guò)程展開(kāi)分析，在這樣的解題思路中，簡(jiǎn)化了物體的受力情況，能夠抓住物理題目中的關(guān)鍵點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)高效率的分析和解題過(guò)程。

2.重要性分析

在高中物理學(xué)科中，力學(xué)是非常關(guān)鍵的知識(shí)內(nèi)容，在各類(lèi)考試中都會(huì)有力學(xué)問(wèn)題，為了高效、正確地完成力學(xué)題目，就需要快速地完成力學(xué)分析的過(guò)程，也就是分析物體的受力現(xiàn)象。部分學(xué)生的慣性思維是先將各個(gè)物體所涉及的作用力標(biāo)示出來(lái)，然后再展開(kāi)復(fù)雜的探究過(guò)程，這樣的解題思路會(huì)將題目復(fù)雜化，而且無(wú)法捕捉到有價(jià)值的題目信息，不適用于力學(xué)題目的解決[1]。

整體性的思路能夠精簡(jiǎn)繁雜的分析過(guò)程，忽視無(wú)效的題目信息，只關(guān)注對(duì)解題有利的信息，能夠降低思維過(guò)程的復(fù)雜度，用最高效、最方便的思路得到答案。在簡(jiǎn)化的解題思路中，學(xué)生的固有思維模式被打破，思維的開(kāi)放性和靈活性得到提升，逐漸形成多元的思維模式。

二、整體法的實(shí)際運(yùn)用

1.解題步驟

在運(yùn)用整體法時(shí)，必須關(guān)注題目的信息和要求，利用以下步驟來(lái)分析和解決力學(xué)題目：一是準(zhǔn)確理解力學(xué)題目的表述，能夠明確實(shí)際研究的系統(tǒng)以及物體運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程，為題目解決奠定基礎(chǔ);二是發(fā)揮空間想象力，準(zhǔn)確繪制題目所表達(dá)的受力圖像，將運(yùn)動(dòng)和受力的情況呈現(xiàn)出來(lái)，然后明確題目的關(guān)鍵信息，從問(wèn)題入手來(lái)確定受力整體;三是找尋相關(guān)物理量之間的關(guān)聯(lián)，確定適宜的物理公式，然后將其整體性地代入，簡(jiǎn)化對(duì)受力情況復(fù)雜的分析過(guò)程，快速獲知力學(xué)題目的答案。

2.物體平衡題型

這是整體性思維在力學(xué)題目中的主要應(yīng)用方向，因?yàn)槠胶鈫?wèn)題是力學(xué)教學(xué)和考試中的關(guān)鍵部分，該類(lèi)題目能夠考查學(xué)生的力學(xué)分析能力。這類(lèi)題目包含兩種題型：一種是單獨(dú)物體的平衡，這類(lèi)題型往往容易分析和解答;另一種是連接體的平衡，這類(lèi)題型往往需要借助整體法來(lái)解答。

例如，在某道題目中，有兩條同等長(zhǎng)度的鎖鏈AB和CB，兩條鎖鏈合力吊著某一重物，鎖鏈都處于靜止?fàn)顟B(tài)，而且這兩條鎖鏈的水平夾角是相同的，都為60°，在這樣的狀態(tài)中，如果AB鎖鏈的水平夾角始終不變，只是將CB鎖鏈進(jìn)行水平移動(dòng)，其拉力會(huì)如何變動(dòng)？

這時(shí)就可以利用整體性思維來(lái)分析，也就是借助整體法來(lái)處理受力情況，將兩條鎖鏈當(dāng)成整體，繪出受力所形成的四邊形，從繪出的圖像就能夠看出CB鎖鏈的拉力情況，即呈現(xiàn)出先減小后增大的趨勢(shì)。在該題目的處理中，最為核心的思路就是將兩條鎖鏈當(dāng)成整體，但是題目中也有一定的干擾信息，部分學(xué)生可能會(huì)糾結(jié)于夾角的問(wèn)題，這其實(shí)屬于無(wú)效條件，教師在帶領(lǐng)學(xué)生分析題目時(shí)，不僅要關(guān)注問(wèn)題的答案，更要關(guān)注學(xué)生的思維過(guò)程，幫助學(xué)生調(diào)整思維，借助作用力間的關(guān)系來(lái)解題，發(fā)揮整體法在力學(xué)分析中的優(yōu)勢(shì)。

3.物體相互作用的題型

這是力學(xué)題目中經(jīng)?？疾榈膬?nèi)容，其中包括了很多關(guān)于作用力的因素，如共點(diǎn)力的平衡和摩擦力等，這類(lèi)題目是常見(jiàn)的力學(xué)題目。

例如，有兩個(gè)木塊處于水平方向上，木塊A的質(zhì)量為m，而木塊B的質(zhì)量為M，用同一條繩索將木塊連接起來(lái)，然后借助水平方向的拉力F實(shí)現(xiàn)加速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，求解繩索在木塊間的張力。

對(duì)于該題目，整體法是最佳的分析思路，也就是將木塊看成整體，不再區(qū)分木塊A與B的受力情況，然后借助相關(guān)公式算出的拉力為（M+m）a，再繼續(xù)探究A的受力情況，最終推導(dǎo)出Fm和（M+m）的比值也就是繩索在木塊間的張力情況。

在該題目中，關(guān)鍵是要視兩個(gè)木塊為整體，然后繪制出題目所描述的圖例，要摒棄物體間的內(nèi)力，簡(jiǎn)化力學(xué)分析環(huán)節(jié)，縮小題目的復(fù)雜度，提高解題效率和正確性。

三、高效運(yùn)用整體法的要點(diǎn)

1.重視整體思維的養(yǎng)成

解題思路上的缺陷反映出學(xué)生對(duì)整體法的理解并不到位，為了強(qiáng)化整體性思維在力學(xué)分析中的應(yīng)用，就需要強(qiáng)化學(xué)生的整體性思維，這是運(yùn)用整體法的前提。一是關(guān)注力學(xué)知識(shí)的歸納，這可以發(fā)揮思維導(dǎo)圖的作用，構(gòu)建關(guān)于物理力學(xué)的知識(shí)系統(tǒng)，讓學(xué)生掌握力學(xué)知識(shí)的推導(dǎo)過(guò)程和相互之間的關(guān)系，提升物理思維層面的全局觀和整體意識(shí)。二是重視總結(jié)力學(xué)題型，除了上述兩種外，在解決關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)的題型時(shí)也能使用整體法，學(xué)生在總結(jié)題型規(guī)律和持續(xù)練習(xí)中，就會(huì)逐漸深化整體思維。

2.重視對(duì)空間想象力的培養(yǎng)

部分力學(xué)題目并不會(huì)提供圖例，要想使用整體法，就要先理解題目并且繪制力學(xué)圖例，這是很多學(xué)生容易出現(xiàn)錯(cuò)誤的環(huán)節(jié)，基本都是源于空間想象力不足。所以，為了強(qiáng)化整體法的科學(xué)運(yùn)用，教師就必須開(kāi)發(fā)學(xué)生的物理思維，其中就包括空間想象力。首先，教師要引導(dǎo)學(xué)生想象物體運(yùn)行和受力的全過(guò)程，逐漸提升學(xué)生空間想象的準(zhǔn)確性，豐富學(xué)生的情景化思維;其次，要重視物理繪圖，將其與空間想象力的培養(yǎng)相結(jié)合，除了繪制受力圖之外，也要繪制題目所陳述的情景圖，在整體把握的基礎(chǔ)上再進(jìn)行受力分析，實(shí)現(xiàn)解題過(guò)程中的思維轉(zhuǎn)化，為整體法的運(yùn)用創(chuàng)設(shè)條件。

結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，整體法是創(chuàng)新化的解題思路，對(duì)精簡(jiǎn)分析過(guò)程和提升解題效率非常有益，其在力學(xué)題目中的運(yùn)用較廣，很多力學(xué)題型都可以借由整體性思維來(lái)處理，抓住題目?jī)?nèi)容和問(wèn)題的關(guān)鍵所在，避免煩瑣的分析過(guò)程，快速解答力學(xué)題目。針對(duì)學(xué)生在整體法運(yùn)用中的問(wèn)題，教師也需要從整體性思維的養(yǎng)成以及空間想象力的發(fā)展這兩個(gè)維度加以重視，強(qiáng)化學(xué)生的物理思維，使學(xué)生在分析力學(xué)問(wèn)題時(shí)形成全局意識(shí)，進(jìn)而保障高效地解決力學(xué)題目。

[參考文獻(xiàn)]

譚張杰.淺談高中物理力學(xué)解題中整體法的運(yùn)用[J].農(nóng)家參謀，2017（23）：154.

作者簡(jiǎn)介：王成銳（1973.12—），男，甘肅慶陽(yáng)人，本科學(xué)歷，一級(jí)教師，優(yōu)秀教師。