探究高中物理力學解題中整體法的運用

張小光

摘 要：本文主要以探究高中物理力學解題中整體法的運用為重點進行闡述，結(jié)合當下高中物理力學單元教學實際情況為依據(jù)，首先分析高中物理力學解題中整體法的運用現(xiàn)狀，包括整體法概述和力學解題流程，其次從物體相互作用中運用整體法、物體運動中運用整體法、力學的平衡條件中運用整體法幾個方面深入說明并探討高中物理力學解題中整體法的巧妙運用，進一步強化物理力學解題中整體法的運用實效性，旨意在為相關(guān)研究提供參考資料。

關(guān)鍵詞：高中物理;力學解題向;整體法;有效運用

對于高中物理的教育教學，整體法為關(guān)鍵的解決問題方式，其主要是立足于整體視角分析事物的內(nèi)涵和發(fā)展傾向，系統(tǒng)認知物理領域的一個過程。然而在解決問題期間，要細致的審題，判斷題目是否可以使用整體法進行思考，加強解決問題的質(zhì)量。力學為高中階段物理知識的有效組成部分，在考試占據(jù)比較大的分值，所以要想強化物理力學的解題效率，便應該掌握對應的解題技巧，通過整體法的理念處理問題，確保問題處理思路足夠清晰，全面提高學生學習的成效。

1.高中物理力學解題中整體法的運用現(xiàn)狀

1.1整體法概述。物理學中可以固態(tài)、液態(tài)與氣態(tài)視作整體，并且可以把多個物理過程形成的現(xiàn)象劃分為整體[1]，換言之整體法作為局部到全部的一種動態(tài)分析過程，歸屬于綜合類思維的范疇，需要在整體的視角中了解物理現(xiàn)象本質(zhì)，之后把存在關(guān)聯(lián)的多個物體加以組合，完成問題的解決目標。

1.2力學解題流程。首先，分析受力點。在力學解題期間，學生應該把研究對象在某種環(huán)境下受到的外力條件整理出來，并且繪制受力圖形，分析受力點，作為解決力學問題的關(guān)鍵點。

其次，選擇研究對象。在力學解題過程中，要結(jié)合題目的條件，在整個體系中分離需要研究的物體，對其加以受力分析，選取的物體要和附近的環(huán)境進行關(guān)聯(lián)，已知條件越多越好。針對部分繁瑣的問題而言，因為物體各個部分之間會存在制約性，某種情況下要分離多個對象才可以解決問題，所以在研究對象的選擇上要按照題目的含義進行[2]。最后，觀察題目中的環(huán)境設置。力學問題的解決，不僅要思考重力，還應該思考物體和研究對象之間的聯(lián)系，只要和研究對象存在關(guān)聯(lián)的環(huán)境都要進行分析，不能直接關(guān)聯(lián)的環(huán)境便不需要思考。之后結(jié)合重力和摩擦力的條件加以力學研究，結(jié)合力產(chǎn)生的環(huán)境和物理規(guī)律明確力的方向以及作用點，還需要思考物體運動狀態(tài)是怎樣的，包括平衡狀態(tài)和加速狀態(tài)，依據(jù)物體的狀態(tài)甚至可以判斷力的存在與否，以及力的具體方向等等。

2.高中物理力學解題中整體法的巧妙運用

2.1物體相互作用中運用整體法。教師要給學生介紹整體法的概念和特征，之后借助案例幫助學生進行整體法的有效運用。比如力學問題：一個木板在繩子的作用下拴在傾斜角為a的斜面上，一個運動員以檢測自身運動速度為目標，站在木板之下，在繩子斷開時順著木板向上奔跑，確保自身和斜面相對的位置不出現(xiàn)變化，若已知木板的質(zhì)量是運動員質(zhì)量的3倍，則運動員在奔跑過程中產(chǎn)生的加速度應該是多少？針對此問問題，教師要給予學生一定的思考時間，引導學生思考運動員和斜面之間的位置相對不變，可以得到哪些結(jié)論，也就是運動員和木板之間存在的作用力可以忽略不計，將其視作內(nèi)力[3]。然后帶領學生畫出題目的分析圖，在重力的影響下，把力進行分解會得到運動過程中整體順著斜面朝下的力為（M+m）gsina，再結(jié)合牛頓定律第二定律寫出關(guān)系式，即（M+m）gsina=ma，把M=3m的條件代入，可以得到a=4gsina。由此在物體相互作用中運用整體法，降低題目的難度，巧妙的把力學題目進行化簡處理，便于提高解決問題的正確性。

2.2物體運動中運用整體法。在高中物理力學的解題結(jié)構(gòu)中，整體法的運用十分常見，有些題目可以通過整體法加以處理，尤其是物體的運動過程，如動能定理問題的運用。由于動能定理僅僅和總功和初速率與末速率相關(guān)，所以針對幾個物體形成的運動過程，可以將其視作整體，通過整體法解決問題。也就是說學生針對力學和物體運動相關(guān)的問題，都可以思考整體法的實用性，簡便的計算出題目答案[4]。

比如問題：一個物體以固定的速度與在傾斜角a為60度的斜面底部P向上滑動，在物體滑動在距離底端P點L位置的Q點時，動能記作E，之后繼續(xù)滑動，達到N點時相應的動能轉(zhuǎn)變?yōu)?，促使物體向下滑動，達到PQ中點Y時，物體產(chǎn)生的動能和Q點相同，若已知物體的質(zhì)量是m，斜面和物體之間存在摩擦因素μ=0.6，那么QN的距離是多少？

在解決問題過程中，教師可以引進整體法，也就是把物體的運動過程視作整體，物體在重力和滑動摩擦力的作用下，會對其做功，且重力做功集中在物體運動最初和結(jié)束的高度差上，摩擦力集中在+2LQN，結(jié)合動能定理可以得到mgsin600-（+2LQ）μmgcos600=0，計算出QN的距離是。由此在動能定理中的力學物理題目中使用整體法，把已知條件進行整理，明確解決問題的思路，進而加強解決問題的效率。

另外，針對力學解題，整體法還可以作用在動量守恒的問題上，教師在日常的生活中要善于給學生創(chuàng)設環(huán)境，和學生有效的互動溝通，促使學生在互動中了解到物理規(guī)律，證明動量守恒定律，擴展學生解決問題的思維空間。比如排球游戲，通過學生之間的多次排球傳遞，引進動量守恒的概念，引導學生將學生和排球視作整體，以合力為零的理念設置動量守恒的結(jié)構(gòu)圖，加深學生對整體法的領悟和掌握。

2.3力學的平衡條件中運用整體法。針對整體法在高中物理力平衡的相關(guān)問題運用中，要結(jié)合共點力平衡條件繪制物體受力分析圖，之后通過合成法或者力三角形法則進行分析[5]，在實際教學中，教師要給學生布設問題情境，促使學生在解決問題期間可以巧妙的運用整體法，提高學生對力學平衡問題的掌握。

比如題目：水平桌面上存在一個木板M，通過和定滑輪的細繩以及疊放在上面的木塊N進行連接，且滑輪到M和N兩端的繩子保持水平，若M、N之間和M和桌面之間的動摩擦因數(shù)都記作μ，而兩個木板的質(zhì)量設置為m，在不考慮滑輪質(zhì)量以及輪軸摩擦的情況下，選擇水平向右的力F拉動M，促使其保持勻速運動，則水平向右的力大小應該是多少？

解析，利用整體法解決實際問題，結(jié)合題意，F(xiàn)=2Y+2μmg，所以把N視作研究對象，得到Y(jié)的表示式為μmg，所以F=4μmg。

結(jié)束語：綜上所述，整體法在高中物理力學解題過程的有效運用，應該明確題意，選擇對應的研究對象，排除不必要的條件，整理解決問題的思路，通過物理知識處理好實際問題。并且時刻關(guān)注整體研究對象的選擇，清晰明確解題思路，確保學生可以通過力學的定律以及相關(guān)公式簡化問題的解決過程，全面凸顯整體法語用的優(yōu)勢，提高高中學生解決問題的質(zhì)量，發(fā)展學生綜合實踐能力。

參考文獻

[1]余敏.淺析高中物理受力分析整體法與間隔法[J].中學生數(shù)理化（學習研究），2017（2）：24-25.

[2]劉樂舟.整體法在高中物理力學解題中的應用[J].高考，2018（20）.

[3]崔蘭蘭.如何建立'先整體后隔離'的思維[J].中學物理教學參考，2017：97.

[4]周來友.“假設”誠可貴“證明”價更高——以一道典型力學題的正解和錯解為例[J].中學物理教學參考，2017（23）：28-31.

[5]周來友.“假設”誠可貴、“證明”價更高——以一道典型力學試題的正解和錯解為例[J].數(shù)理化解題研究，2018（16）.