淺析高中物理力學解題中整體法的運用

任漢元

(福建省長汀縣第一中學 366300)

對于高中物理力學試題，通常要求學生具備清晰、宏觀的解題思路.整體法是較為全面的一種解題方法，通常能使學生在力學試題的解答中能準確且迅速的抓住解題的切入點，降低解題的錯誤率，從而使學生自身的解題效率得到顯著提高.在高中物理力學的解題中運用整體法，能夠使學生立足于整體的視角對相關問題實施分析，并以此對各物體彼此的聯(lián)系與組合實施整理，從而形成綜合、全面的解決物理問題的方法.在高中物理力學解題中，通過整體法的運用，還能有效防止學生由于混亂復雜的受力分析，造成自身思維混亂，同時，還能對物體系統(tǒng)的整個受力過程實施簡化，并立足于宏觀角度，提取相關問題的解決信息，從而使學生的解題思路得到有效拓展，并促進學生對知識的有效理解.

一、整體法概述

物理解題過程中，整體法主要指問題當中涉及到的過程或者系統(tǒng)的整體解析方法.以力學為例，其主要是把幾個物體當做整體實施重點研究.如果想要對其受力狀況進行分析，只需分析整體對象以外的物體對于整體所產生的影響，而不需對兩者互相的作用力進行分析.就高中生來說，整體法主要是通過物體系統(tǒng)作為研究對象，對物理現(xiàn)象以及規(guī)律實施全面把握，屬于具有作用性、制約性、銜接性的一種物體或者狀態(tài).對于整體思維而言，其屬于綜合性的一種思維，在物理解題當中，通過整體法的運用，不僅能夠實現(xiàn)計算時間的節(jié)省，促進解題準確率的提高，而且還能使學生形成相應的解題思維.

對物理力學的習題進行分析過程中，整體法呈現(xiàn)出特殊的角色，這和生活當中較為常見的相關受力條件是存有區(qū)別的，通過整體法運用，其不要對所有的力實施分析，而是通過相應環(huán)境下，把問題當中有緊密聯(lián)系的物體當做整體，對整體的受力情況進行綜合分析.因此，整體法的運用，不僅有助于規(guī)避物體間的復雜受力，而且還能實現(xiàn)物理問題的有效解決，實現(xiàn)解題難度的降低，從而使高中物理的解題質量以及效率得到整體提高.

二、力學解題中整體法運用的重要性

高中物理的力學教學中，受力分析通常會使學生頭疼.在物理力學的相關問題解答的時候，學生通常只會分析一般的個體問題，而忽略了其他的物理變量，且解題過程不夠嚴謹，對物體受力的分析考慮不夠全面，并出現(xiàn)許多遺漏的內容.當遇到連接體相關問題的時候，學生通常會用到隔離法和整體法，將相關物理問題的連接體當做是個整體，對整體受力狀況實施重點分析，這不僅能減少繁瑣的解題步驟，而且還能使解題難度有效降低，從而實現(xiàn)高效的解題.但是，就高中物理的解題狀況而言，大部分學生都沒有理解與掌握整體法的實際應用技巧，并出現(xiàn)了混淆隔離法以及整體法的概念.實際上，隔離法與整體法二者是互相作用的關系，其對學生解題通常有著許多幫助.因此，在具體解題之前，學生需清楚的了解到隔離法和整體法之間的差異，也就是哪種狀況適合運用整體法，兩者之間存有怎樣的本質區(qū)別.由此可見，不論是立足于解題效率，還是思維方式，整體法的應用都極其有效，從而使學生充分掌握應用整體法的方法以及技巧，并實現(xiàn)學生力學解題能力的提高.

三、高中物理力學解題中整體法的運用

1.物體平衡中整體法的運用

物體平衡的問題不僅是高中物理的重要內容，而且還是高考的重點內容.同時，物體平衡的問題還能對學生受力分析能力進行考察，該類型的題主要有兩個類型，也就是單個物體的平衡題以及連接體的平衡題.例如，現(xiàn)有兩根長度相同的繩子，分別是AB與BC，兩根繩子吊住相同的重物，且維持于靜止狀態(tài)，兩根繩子和水平方向的夾角是一樣的，都是60°，AB繩和水平方向的夾角不變，沿著水平方向把BC繩緩慢向右移動，請問：BC繩的拉力如何變化？運用整體法解題，先對整體受力分析，將繩AB與繩BC當做整體，通過動態(tài)的平行四邊形法呈現(xiàn)出新的力的平行四邊形，這個時候，就可知繩BC的拉力不斷增大，因此，學生在解題的時候，通過整體法的運用，快速正確地解決問題.

2.物體多過程運動題中整體法的運用

高中生對物體運動的狀況正確分析，是其學習相關物理知識必備的能力，對于多過程問題而言往往比較復雜，多過程問題通常可分為2種類型，單個物體產生多段運動、多個物體產生多段運動.現(xiàn)在我們通過整體法來分析物體的運動過程題.

例如，有一塊木板，靜止置于光滑的水平面，木板的質量M=3kg，某時刻，一質量m=1kg小木塊以v0=4m/s的初速度滑上長木板的左端，長木板與小木塊的動摩擦因數(shù)為μ=0.3，g=10m/s2，請分析：小木塊不從長木板上掉落，長木板至少需多長？

把木板和木塊看成一個系統(tǒng)，通過整體法對該題進行解析，兩者間的摩擦力是內力，系統(tǒng)所受的合外力為零，系統(tǒng)動量守恒、能量守恒.這題從整體的角度出發(fā)就可以又快又好的解決實際問題.

3.相互作用問題中整體法的運用

高中物理力學教學中，相互作用力通常包含了重力、彈力、摩擦力等.在應對連接體的相互作用問題中整體法的思想也是十分重要的.

例如，有木塊1和木塊2，其都位于光滑的水平面上，其質量分別是m與M，1、2之間通過輕繩連接，水平力F施加在木塊2上，1、2一起做加速運動，連接1、2木塊的輕繩張力是多少？

通過整體法對該題進行分析，首先需把木塊1和木塊2看成一個整體，整體受力分析，整體應用牛頓第二定律得：F=(M+m)a，可以求出整體的a；再對木塊1進行單獨受力分析，對木塊1列出牛頓第二定律的表達式即可求得繩子的拉力.解決此類問題的時候，把木塊1和木塊2看成一個整體，做出整體受力分析圖，這種方法忽略了2個木塊之間存有的相互作用力，這就能使相應的分析環(huán)節(jié)有效減少，并促進學生的解題效率以及正確率的進一步提高.

綜上所述，高中物理解題中運用整體法，其不僅能實現(xiàn)解題時間的節(jié)省，省略較多繁雜的解題環(huán)節(jié)，而且還能促進學生解題正確率的提高，為力學解題提供更多便捷.同時，物理力學的解題中，通過整體法的運用，還能對思維實施整合處理，把各項條件當做整體，合理的運用整體法，解答相關力學問題，從而使學生解題效率得到提高的同時，實現(xiàn)學生自身綜合性思維力的鍛煉.