整體法在高中物理力學(xué)解題中的應(yīng)用

康德群

摘要：力學(xué)是高中物理的重點(diǎn)知識(shí)，相關(guān)習(xí)題情境靈活多變.為提高學(xué)生力學(xué)習(xí)題的解題能力，應(yīng)注重針對(duì)不同的力學(xué)情境為學(xué)生講解相關(guān)的解題方法.其中解答有關(guān)連接體問(wèn)題時(shí)運(yùn)用整體法可獲得事半功倍的解題效果.為使學(xué)生掌握整體法解題的思路與技巧，應(yīng)注重為學(xué)生講解整體法在解答不同力學(xué)情境中的應(yīng)用.

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

中圖分類號(hào)：G632文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-0333（2021）28-0094-02

整體法是指對(duì)物理問(wèn)題中的整個(gè)系統(tǒng)或整個(gè)過(guò)程進(jìn)行分析、研究的方法.在解答力學(xué)中連接體問(wèn)題時(shí)，運(yùn)用整體法可不用考慮物體之間的相互作用關(guān)系，有助于學(xué)生透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)，更好的構(gòu)建物理方程，提高解題效率，因此應(yīng)將整體法在力學(xué)解題中的應(yīng)用講解作為教學(xué)的重要內(nèi)容認(rèn)真落實(shí).

一、用于分析力的最值

使用一細(xì)線連接質(zhì)量相等的a、b兩球，使用另一細(xì)線Oa將球a懸掛在天花板上，如圖1所示，使用F拉小球b，使得兩小球均處于靜止?fàn)顟B(tài).其中小球的質(zhì)量為m，細(xì)線Oa與豎直方向所成的角θ為30°，則F的最小值為（ ）.

習(xí)題因未涉及小球a、b之間的關(guān)系，因此，可使用整體法進(jìn)行分析.將小球a、b看成一個(gè)整體，對(duì)整體進(jìn)行受力分析.可知其受到細(xì)線Oa的拉力、自身重力以及拉力F.在這三個(gè)力的作用下系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，由力的平行四邊形合成法則可知，當(dāng)F的方向和細(xì)線Oa垂直時(shí)其值最小，由幾何知識(shí)可得F/2mg=sin30°，即，F(xiàn)=2mgsin30°=mg，選擇B項(xiàng).

應(yīng)用點(diǎn)評(píng)：習(xí)題看似無(wú)從下手，實(shí)際上考查的是力的合成法則.解題的關(guān)鍵在于將球a、b看做一個(gè)整體，等效為一個(gè)重為2mg的物體，繪制對(duì)應(yīng)的力的合成圖，不難求出F的最小值.

二、用于計(jì)算力的大小

使用一輕質(zhì)彈簧連接A、B兩個(gè)小球，給小球B施加水平向左的恒力F，使兩個(gè)小球沿著一固定在水平面上的光滑斜面向上做加速度為a的勻加速運(yùn)動(dòng)，如圖2所示.若兩小球質(zhì)量均為m，斜面傾角為30°，彈簧的勁度系數(shù)為k，彈簧此時(shí)的長(zhǎng)度為l，則拉力F和彈簧原長(zhǎng)分別為（ ）.

應(yīng)用點(diǎn)評(píng)在計(jì)算作用在連接體上的力的大小時(shí)可將連接體看做一個(gè)整體，運(yùn)用牛頓第二定律求出其整體加速度.因局部的加速度和整體加速度保持一致，在此基礎(chǔ)上可分析物體的局部受力情況.

分析兩個(gè)木塊的加速度時(shí)可將其看成一個(gè)整體，通過(guò)受力分析運(yùn)用牛頓第二定律進(jìn)行求解.將兩個(gè)木塊的重力分解成垂直和沿斜面的兩個(gè)力，設(shè)其加速度為a，則（m+m）gsinθ-μ（m+m）gcosθ=（m+m）a，解得a=gsinθ-μgcosθ1