高中物理力學(xué)解題中整體法運(yùn)用分析

唐忠

【摘要】本文對(duì)整體法在高中物理力學(xué)解題中運(yùn)用優(yōu)勢進(jìn)行分析，并結(jié)合物體平衡問題、連接體問題等力學(xué)題目闡述整體法在高中物理力學(xué)解題的具體運(yùn)用，以期充分發(fā)揮整體法的作用和解題優(yōu)勢，提升解題效率.

【關(guān)鍵詞】高中物理；力學(xué)；解題技巧

物理是一門具有較強(qiáng)邏輯性、抽象性的學(xué)科，涉及諸多理論概念.力學(xué)解題是高中物理教學(xué)過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，將整體法運(yùn)用于物理力學(xué)解題中，能幫助學(xué)生簡化力學(xué)問題求解過程，使學(xué)生能夠更好地理解各種力學(xué)題型所涉及的知識(shí)點(diǎn)，以提升高中物理教學(xué)效率和質(zhì)量.整體法如何在高中物理力學(xué)解題中有效運(yùn)用，是目前各位物理教師需要考慮的問題.

1 整體法在高中物理力學(xué)解題中運(yùn)用優(yōu)勢分析

整體法運(yùn)用于高中物理力學(xué)解題中，能夠簡化物體受力分析過程，引導(dǎo)學(xué)生從整體視角分析物理受力情況，實(shí)現(xiàn)短時(shí)間內(nèi)快速確定題目中關(guān)鍵整體的受力情況，提升解題效率.相較于常規(guī)解題方法，整體法的運(yùn)用可以讓學(xué)生打破固定思維束縛，學(xué)會(huì)從多維度思考與分析力學(xué)問題，拓寬解題思路，使學(xué)生在解題過程中逐漸提升自身解題能力，又能強(qiáng)化學(xué)生對(duì)力學(xué)知識(shí)的理解和運(yùn)用，進(jìn)一步提升高中物理課堂教學(xué)效率和質(zhì)量.

2 高中物理力學(xué)解題中整體法具體運(yùn)用策略

2.1 基于整體法運(yùn)用，求解物體平衡問題

分析物體在平衡狀態(tài)下的受力情況是高中物理教學(xué)過程中的重點(diǎn)內(nèi)容，同時(shí)作為高考物理中較為常見的試題類型，對(duì)學(xué)生邏輯思維能力、解題能力有著較高要求.

例1 將兩個(gè)質(zhì)量均為m的A球與B球利用輕桿進(jìn)行連接，呈傾斜連接狀態(tài)，此時(shí)A球與B球處于平衡狀態(tài).其中墻面上部為A球，地面為B球.如圖1所示.墻面光滑且平整，因此在后續(xù)解題過程中可以不考慮作用力影響，但地面粗糙.將A球向上緩慢移動(dòng)一小段距離，分析地面對(duì)B球的支持力以及輕桿上所存在壓力的變化情況.

解析 運(yùn)用整體法解答上述物體平衡問題，解題過程如下：

（1）地面對(duì)B球的支持力是分析重點(diǎn)，在分析過程中，將A球、B球及輕桿視作一個(gè)整體，此時(shí)地面為B球提供的支持力，即為該整體的重力，平衡前后狀態(tài)地面為B球提供的支持力均為2mg.兩球移動(dòng)后，仍處于平衡狀態(tài)，支持力不變.

（2）根據(jù)上述題目中支持力的根本性質(zhì)，再運(yùn)用整體法對(duì)目標(biāo)力變化情況進(jìn)行分析，改變?cè)袑?duì)整體內(nèi)部相互作用力進(jìn)行分析的思路，提升解題效率.

（3）運(yùn)用隔離法分析A球.輕桿對(duì)A球的作用力等于輕桿上受到的壓力，設(shè)輕桿對(duì)A球的作用力F與豎直方向的夾角為θ，則得：Fcosθ=mg，得知當(dāng)A球向上移動(dòng)一段距離，夾角θ減小，cosθ變大，即可了解輕桿上所存在壓力的變化情況.

2.2 基于整體法運(yùn)用，求解連接體問題

連接體問題分析與解答，需要學(xué)生分析研究多個(gè)對(duì)象，且存在較為復(fù)雜的相互作用力，學(xué)生具備清晰的解題思路以及選擇合適的解題方法，可起到事半功倍的效果.基于整體法運(yùn)用，求解連接體問題，有利于減少該類力學(xué)問題解答過程中的分析研究對(duì)象，以做到針對(duì)性分析.如分析處于相同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的對(duì)象，運(yùn)用整體法求解即可.

例2 如圖2所示，在兩塊相同的豎直木板間夾有質(zhì)量均為m的四塊相同磚塊，用大小相同的水平力F壓木板，使得磚塊靜止不動(dòng).分析磚塊2對(duì)磚塊，3摩擦力的大小.

解析 運(yùn)用整體法解答連接體問題，解題過程如下：

（1）將圖2中1，2，3，4磚塊視作一個(gè)整體，設(shè)兩個(gè)相等的豎直向上的摩擦力為F，

根據(jù)平衡條件得：2f=4mg，

即f=2mg.

（2）分析2，3號(hào)磚的摩擦力，設(shè)摩擦力為f，

此時(shí)將1，2號(hào)磚視為一個(gè)整體，

則f+f=2mg，

即f=0.

2.3 基于整體法運(yùn)用，求解物體運(yùn)動(dòng)問題

獨(dú)立個(gè)體與多個(gè)物體的多段運(yùn)動(dòng)是較常見的物體運(yùn)動(dòng)題目類型，求解該類型力學(xué)題目，需要學(xué)生分析其復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)情況.結(jié)合相關(guān)例題，并運(yùn)用整體法，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)物體多過程運(yùn)動(dòng)進(jìn)行針對(duì)性分析，既能鍛煉學(xué)生思維能力，又能幫助學(xué)生準(zhǔn)確把握解題方向.

例3 在光滑水平面上放置一塊木板（木板質(zhì)量為M=4kg），將一個(gè)銅塊（銅塊質(zhì)量m=2kg）放置在木板右側(cè)，現(xiàn)使銅塊在木板上水平向左以某一速度v運(yùn)動(dòng)，與木板左側(cè)彈簧相接觸后并彈回至原有位置，如圖3所示.分析木板上銅塊與彈簧相接觸時(shí)，所產(chǎn)生的彈性勢能最大值（E）.

解析 運(yùn)用整體法解答物體運(yùn)動(dòng)題，解題過程如下：

（1）運(yùn)用整體法確定上述題目中的守恒關(guān)系，并列出相應(yīng)等式，對(duì)其關(guān)鍵速度進(jìn)行求解.mv=M+mv；

（2）將木板、銅塊、彈簧視作一個(gè)整體，此時(shí)該系統(tǒng)的動(dòng)量為守恒.當(dāng)銅塊與彈簧共速時(shí)，彈簧達(dá)到最大壓縮狀態(tài)，

則（M+m）v=v（M+m）=mv；

（3）獲得v，v數(shù)值，依據(jù)機(jī)械能損失計(jì)算彈性勢能最的大值.

3 結(jié)語

綜上所述，基于整體法在高中物理力學(xué)解題中合理運(yùn)用，幫助學(xué)生簡化物力受力分析過程，準(zhǔn)確把握物理力學(xué)解題關(guān)鍵要點(diǎn)，學(xué)會(huì)從宏觀視角求解各種力學(xué)問題，該過程不僅能夠鍛煉學(xué)生思維能力，又能拓寬學(xué)生解題思路，強(qiáng)化力學(xué)方面物理知識(shí)理解和掌握，實(shí)現(xiàn)綜合提升學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng).

參考文獻(xiàn)：

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