徐寶林

(浙江省樂清市大荊中學(xué) 325615)

在高中物理的學(xué)習(xí)階段中，力學(xué)是一個(gè)傳統(tǒng)而重要完善的體系，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中需要完全掌握相關(guān)物理理論知識以及培養(yǎng)物理力學(xué)常見解題性思維，如此才能保證學(xué)生將所學(xué)知識能夠正確應(yīng)用而不是照本宣科，不求甚解.學(xué)生需要具備良好的物理素養(yǎng)，不僅在物理理論知識方面還應(yīng)在解題思路方面有所建樹，而整體法是物理學(xué)中一種分析力學(xué)模型的常用方法，能夠讓力學(xué)問題的解決事半功倍，因此良好的物理解題思路也需要學(xué)生花費(fèi)時(shí)間來做.

一、高中物理力學(xué)問題解答中整體法的價(jià)值

對于力學(xué)問題，受力分析是學(xué)生的必備技能，也是力學(xué)問題解題的最為基礎(chǔ)最為重要的部分.在力學(xué)問題中不論問題的題目有多長或者有多么復(fù)雜都需要學(xué)生對系統(tǒng)中的每個(gè)小模型進(jìn)行受力分析，這證明了受力分析的重要性，但是受力分析對學(xué)生來說也是難點(diǎn)部分，一旦分析出差錯將會產(chǎn)生連帶反應(yīng)，整個(gè)問題逃不過運(yùn)算出錯的結(jié)局.

如果無法正確快速的解決物理力學(xué)問題那么一部分學(xué)生是因?yàn)闊o法掌握基本的受力分析方法，但是大部分學(xué)生是擁有良好的物理理論基礎(chǔ)的，他們對力學(xué)分析問題還出錯更大部分原因是習(xí)題模型太過復(fù)雜，在復(fù)雜中混亂了解題思路或者解題數(shù)據(jù)，進(jìn)而導(dǎo)致出錯.對每個(gè)小模型進(jìn)行詳細(xì)分析會使這個(gè)題目運(yùn)算量過大，如果對題目理解恰好不是那么透徹，那學(xué)生很容易在復(fù)雜中出差錯，導(dǎo)致題目結(jié)果的錯誤.其實(shí)連接體題目所求結(jié)果可能不需要分析每個(gè)小模型所有的受力情況，或者不需要分析每個(gè)的受力情況，只需要將它們看成一個(gè)整體進(jìn)行受力分析，這就是整體法的應(yīng)用過程.

整體法解決問題的核心思想是將學(xué)生對小模型的局部的受力分析轉(zhuǎn)變?yōu)樾∧Ｐ徒M合成的整體的受力分析，從局部延伸到整體是化繁為簡，極大的縮減了學(xué)生對力學(xué)習(xí)題的解決時(shí)間，降低學(xué)生對物理模型分析錯誤的可能性，提高正確率，讓學(xué)生在做題中收獲到滿足感，增強(qiáng)對物理的學(xué)習(xí)興趣，有利于學(xué)生的未來發(fā)展.同時(shí)在應(yīng)用整體法的過程中，需要學(xué)生具備良好的邏輯思維能力，保證解題的順暢，在解題同時(shí)鍛煉自己的邏輯思維能力.

二、高中物理力學(xué)中，整體法的具體應(yīng)用

例題在極其粗糙的水平面上放置一個(gè)質(zhì)量10千克的光滑斜面物體，現(xiàn)在有一個(gè)質(zhì)量為5千克的小鐵塊被固定在光滑斜面體的上端，其中斜面體的傾斜角度為30度，現(xiàn)將小鐵塊從頂端沿斜面自由下落，請問這個(gè)光滑斜面體受到多大的地面靜摩擦力和地面支持力？(g=10m/s)

分析過程此類問題是力學(xué)問題中的經(jīng)典，也是學(xué)生練習(xí)中的常見類型，許多學(xué)生不會對此感到陌生，這道題也有多種解法，但是如何尋找到最快最佳的解題方法是高中學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中需要學(xué)習(xí)的關(guān)鍵.而對于這道題目我們要首先圈劃出出幾個(gè)重點(diǎn)關(guān)鍵詞“粗糙”、“光滑”，這兩個(gè)詞是題目的大背景前提，而后要劃出10千克、5千克、30度，此題運(yùn)用到的基本公式是a=gsinθ，小鐵塊在向下滑的過程中受到重力和斜面體提供的支持力，兩個(gè)力合起來是為小鐵塊提供沿斜面向下的加速度，而對于斜面體來說，它受到的力為豎直向下的重力和小鐵塊與斜面垂直向下的壓力和粗糙平面給予的支持力與摩擦力，對于模型的各項(xiàng)受力分析都已經(jīng)完成.題目要求斜面對水平面的摩擦力和水平面予以的支持力，主要考慮斜面和水平面的受力情況，此題可以應(yīng)用整體法將斜面和小鐵塊結(jié)合在一起分析，那樣就只用考慮重力和支持力，還有小鐵塊的失重.

解答：設(shè)斜面體的質(zhì)量為M=10kg，小鐵塊質(zhì)量為m=5kg.

支持力：(M+m)g-mgsin30°sin30°=137.5N方向豎直向上

摩擦力：mgsin30°cos30°=21.7N

點(diǎn)評如果此題不采用整體法將會增加大量的運(yùn)算，同時(shí)此題的易錯點(diǎn)為忘記考慮小鐵塊的失重，進(jìn)而導(dǎo)致支持力計(jì)算的錯誤.在這些運(yùn)算過程中如果沒有清晰的思維，極易出現(xiàn)錯誤，而且大量的運(yùn)算浪費(fèi)時(shí)間，在力學(xué)知識體系中，整體法是不可或缺的一部分.

三、整體法的局限

整體法如果可以在題目中應(yīng)用當(dāng)然會很便捷，但是整體法還有自身一定的局限性，只有當(dāng)模型系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)模型在相互作用下維持一個(gè)平衡狀態(tài)時(shí)，并且題目不要求求解模型系統(tǒng)內(nèi)部的相互作用力時(shí)才可以應(yīng)用.如果模型系統(tǒng)并沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，學(xué)生仍然應(yīng)用將會致使解題思路矛盾，解題出錯，因此學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)不能一味的追求便捷.題目在探討兩個(gè)模型之間的相互作用力時(shí)，整體法是不適用的.針對此類情況在物理力學(xué)題目中大致有三類可以應(yīng)用整體法：1)系統(tǒng)達(dá)到平衡狀態(tài)；2)非探究物體之間相互作用力的題目；3)題目解決包涵有力的大小和與力的方向一致的加速度時(shí).當(dāng)然實(shí)際情況應(yīng)該依據(jù)題目中所給的信息來決定，根據(jù)相關(guān)信息，通過系統(tǒng)而理性的判斷得到最終結(jié)果.

綜上所述，整體法在高中物理力學(xué)問題的解決中占據(jù)著舉足輕重的地位，想要節(jié)約解題時(shí)間，學(xué)生必須學(xué)會一些問題的簡便解法，而整體法的應(yīng)用可以將系統(tǒng)看作一個(gè)整體，有效的免去一些問題中復(fù)雜的受力分析過程，幫助學(xué)生節(jié)約解題時(shí)間，讓學(xué)生能夠更合理的規(guī)劃考試時(shí)間，因此學(xué)生對整體法的學(xué)習(xí)勢在必行.