高中物理力學(xué)解題中整體法的運(yùn)用研究

王宏

【摘 要】在高中物理課程中，力學(xué)的內(nèi)容非常重要，但對(duì)很多學(xué)生來說也是難度較高的一部分內(nèi)容。要學(xué)好這一部分，解題方法是關(guān)鍵，只有掌握了正確的解題方法，就會(huì)起到事半功倍的效果。而整體法是高中力學(xué)解題中非常重要的一種解題方法，合理靈活的運(yùn)用能夠提高解題效率。整體法是從整體層面來研究了解事物的本質(zhì)和規(guī)律，將所有的受力物看成是一個(gè)整體，將受力過程看做是一個(gè)整體等，然后逐步分析進(jìn)行解題。本文主要從幾個(gè)方面來簡(jiǎn)要說明整體法在高中物理力學(xué)解題中的運(yùn)用。

【關(guān)鍵詞】高中物理;整體法;解題

【中圖分類號(hào)】G633.7? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A? 【文章編號(hào)】1671-8437（2019）22-0144-02

高中物理和實(shí)際生活有著非常密切的關(guān)系，如果可以很好的掌握高中物理學(xué)的知識(shí)，就可以輕松理解生活中的一些物理現(xiàn)象，甚至可以利用物理知識(shí)來解決一些生活中的問題。同時(shí)，力學(xué)知識(shí)是高中物理課程的重要內(nèi)容，在平時(shí)的學(xué)習(xí)中會(huì)占用學(xué)生很多的時(shí)間和精力，在考試中力學(xué)知識(shí)占很大比例。在力學(xué)知識(shí)的解題中，學(xué)生一定要認(rèn)真讀題，然后進(jìn)行全面的受力分析，明確受力狀態(tài)，建立相應(yīng)的受力等式，對(duì)問題進(jìn)行解答。然而，有些力學(xué)題目，如果只對(duì)單個(gè)問題進(jìn)行受力研究，會(huì)覺得很復(fù)雜，很難找到解題思路，這種時(shí)候就要恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)用整體法，全面研究受力情況，簡(jiǎn)化受力分析，快速找到解題思路，提高解題方法。

1? ?高中物理力學(xué)解題中運(yùn)用整體法的重要性

高中物理力學(xué)內(nèi)容雖然與日常的生活密不可分，但是因?yàn)榱κ遣豢梢姷挠直容^抽象的，所以造成力的學(xué)習(xí)難度較大。很多學(xué)生在解題過程中進(jìn)行受力分析時(shí)，習(xí)慣用對(duì)所有力進(jìn)行標(biāo)記的方法來輔助解題，這是一個(gè)很有效的方法，可以加強(qiáng)記憶避免遺漏。但是，在遇到受力較多、情況比較復(fù)雜的時(shí)候，再使用對(duì)全部力進(jìn)行標(biāo)注的方法，會(huì)很難標(biāo)記清楚，會(huì)將題目復(fù)雜化，反而會(huì)影響正常的解題。此時(shí)，通過整體法可以簡(jiǎn)化受力分析的過程，從整體角度來分析可以快速辨別一些干擾和無用的信息，對(duì)題目進(jìn)行簡(jiǎn)化，可以幫助學(xué)生快速、準(zhǔn)確的解答題目?？傊?，在力學(xué)解題過程中運(yùn)用整體法，有以下幾點(diǎn)作用：①可以簡(jiǎn)化題目，降低題目難度，提高解題效率;②可以讓學(xué)生突破傳統(tǒng)的思維模式，拓寬學(xué)生的解題思路，提高解題能力;③讓學(xué)生從整體的視角來理解分析，可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)力的深度理解[1]。

2? ?整體法在高中力學(xué)解題中的實(shí)際運(yùn)用

2.1? 整體法在受力系統(tǒng)中的運(yùn)用

在很多的物理模型和案例中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)相關(guān)聯(lián)的幾個(gè)物體，同時(shí)受到多個(gè)力的作用。這種情況下，我們可以將相互關(guān)聯(lián)的幾個(gè)物體看做是一個(gè)整體，然后進(jìn)行受力分析、解題。如基本每個(gè)高中生都做過的一個(gè)題目，如圖所示，一質(zhì)量m=0.4 kg的小物塊，以v0=2 m/s的初速度，在與斜面成某一夾角的拉力F作用下，沿斜面向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)t=2 s的時(shí)間物塊由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，A、B之間的距離L=10 m。已知斜面傾角θ=30°，物塊與斜面之間的動(dòng)

摩擦因數(shù)μ=√3/3。重力加速度g取10 m/s²。

（1）求物塊加速度的大小及到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度的大小。

（2）拉力F與斜面夾角多大時(shí)，拉力F最小？拉力F的最小值是多少？

解析（1）設(shè)物塊加速度的大小為a，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度的大小為v，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得

L=v₀t+（1/2）at²①

v=v₀+at? ? ? ?②

聯(lián)立①②式，代入數(shù)據(jù)得

a=3 m/s²③

v=8 m/s? ? ? ? ④

2.2? 整體法在受力過程中的運(yùn)用

對(duì)力學(xué)相關(guān)題目進(jìn)行總結(jié)和整理可以發(fā)現(xiàn)，很多題目的解題關(guān)鍵不是去分析受力結(jié)果而是要從受力過程的分析入手，因此在解題的過程中要著重關(guān)注受力過程的變化。很多時(shí)候題目給的已知條件很難分析出是哪種物理過程，這個(gè)時(shí)候可以運(yùn)用整體法來分析物體受力過程中的前后狀態(tài)的變化，來找到關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行答題。如一個(gè)小球質(zhì)量為0.2 kg，從h1=3.6 m高的高空垂直下落，在到達(dá)地面后又開始反彈，反彈的最高高度是h2=1.2 m，從小球開始下落到反彈到最高點(diǎn)用時(shí)2 s，問題是求小球到達(dá)地面時(shí)對(duì)地面的平均作用力是多少。從已知條件可以看到，小球在整個(gè)下落和反彈的過程中垂直方向上只受到了重力的作用，因此可以運(yùn)用整體法將小球下落和反彈的過程看做是一個(gè)整體的過程，對(duì)小球接觸地面的受力分析就比較簡(jiǎn)單明了了，進(jìn)而快速的推斷出小球在接觸地面時(shí)對(duì)地面的平均作用力情況，如圖2[3]。

2.3? 把研究物和物理過程當(dāng)成一個(gè)整體

在解答力學(xué)問題時(shí)，可以運(yùn)用整體法將研究物和物理過程看做是一個(gè)整體，然后進(jìn)行分析。這種方法對(duì)比較適用于相互關(guān)聯(lián)的物體之間有著相互作用力的情況分析，這種情況下運(yùn)用整體法對(duì)題目進(jìn)行綜合分析，會(huì)對(duì)解答題目起到重要的作用。如果在解題中只是把單一的研究物當(dāng)成一個(gè)研究整體，或者只是把一個(gè)物理過程當(dāng)成一個(gè)研究整體，很容易遺漏關(guān)鍵信息，無法找到解題的關(guān)鍵點(diǎn)。因此，在解力學(xué)題目時(shí)，特別是多種受力情況下，最好把研究物和物理過程當(dāng)做一個(gè)整體來看，可以有效降低題目難度，也可以提高學(xué)生的解題能力。整體法在高中物理中運(yùn)用比較廣泛，是學(xué)生都應(yīng)該掌握的一種解題方法。

力的表現(xiàn)形式很多樣，受力情況復(fù)雜抽象，在解題力學(xué)題目時(shí)運(yùn)用整體法，可以快速找到解決問題的突破口和關(guān)鍵點(diǎn)，能夠有效提升解題速度，提高解題的準(zhǔn)確率。整體法是解答高中力學(xué)知識(shí)的的核心方法，每個(gè)學(xué)生都應(yīng)該熟練掌握、靈活運(yùn)用，但是也要根據(jù)題目的實(shí)際情況來判斷否適用整體法。學(xué)生在實(shí)際解題過程中要對(duì)題目進(jìn)行綜合深入的分析，然后再確定具體的解題策略和方法，最終快速準(zhǔn)確的解答題目。

【參考文獻(xiàn)】

[1]楊飛紅.整體法與隔離法在高中物理中的重要地位[J].考試周刊，2014（2）.

[2]趙燁程.高中物理力學(xué)解題思路與整體法的運(yùn)用研究[J].文理導(dǎo)航，2017（10）.

[3]段世強(qiáng).整體法與隔離法在求解物理問題時(shí)的妙用[J].數(shù)理化解題研究，2017（7）.