高中物理解題中整體法的應(yīng)用探究

整體法是對(duì)物理問題的整個(gè)過程進(jìn)行分析和研究的方式，在高中物理解題中被廣泛使用.整體法的使用范圍比較廣，可以解決很多類型的物理問題.高中物理教師需要結(jié)合問題開展訓(xùn)練活動(dòng)，加強(qiáng)整體法解題步驟講解，結(jié)合具體的問題，構(gòu)建整體法利用機(jī)會(huì)，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)問題類型靈活利用，幫助學(xué)生掌握整體法應(yīng)用方法，有效解決疑難問題，提高學(xué)生的解題水平.

1利用整體法，解答物理平衡問題

在高中物理解題中，平衡類問題是重要的題目類型，在解題時(shí)，需要準(zhǔn)確選擇研究對(duì)象，對(duì)其受力情況做出準(zhǔn)確分析，根據(jù)其中的平衡關(guān)系列方程.在分析研究對(duì)象時(shí)，可以采取整體法，分析題目已知條件，從整體上做出準(zhǔn)確的受力分析，降低題目解答難度，提高學(xué)生解題效率和質(zhì)量1].

例1如圖1所示，人的質(zhì)量為 Ψ_m ，車的質(zhì)量為M ，人使用水平力 F 拉繩子，圖中繩子的兩端均處在水平方向，滑輪質(zhì)量和摩擦力忽略不計(jì)，如果人和車保持相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，水平地面是光滑的，那么車的加速度是多少？

解析此題是求解車的加速度，看似需要將車隔離出來，才可以完成求解.但是通過分析題目，發(fā)現(xiàn)人與車保持相對(duì)靜止，因此人與車的加速度是相同的，在解題時(shí)，可以利用整體法，將人和車看作整體，利用牛頓第二定律進(jìn)行求解.將人和車作為整體進(jìn)行研究，分析其受力情況，即整體受到重力、水平地面上支持力和兩條繩子的拉力，在豎直方向，重力和支持力平衡，水平方向繩子的拉力合力為 2F ，所以根據(jù)牛頓第二定律得出： 2F=（M+m）a ，求解得出

2利用整體法，解答連接體問題

在高中物理題目中，利用輕繩、輕桿彈簧等連接物體是一種常見的題目設(shè)置，連接體的整體和局部是統(tǒng)一的關(guān)系，在解題時(shí)，可以利用整體法，對(duì)其進(jìn)行思考分析，明確參數(shù)關(guān)系，有效解決題目.

例2如圖2所示，物體 m₁，m₂ 在斜面上，兩個(gè)物體之間有一根輕繩連接，沿著斜坡的方向，施加一個(gè)沿斜面向上的恒力 F ，使得兩個(gè)物體沿著斜坡做勻加速直線運(yùn)動(dòng).下面有關(guān)輕繩拉力的表達(dá)中正確的是

（A）拉力與斜面的傾斜角 θ 密切相關(guān).（B）物體與斜面的動(dòng)摩擦因素 μ 影響拉力.（C）拉力只和物體 m₁ 的質(zhì)量存在關(guān)系.（D）假如沿著斜面向下施加恒力 F 拉連接體，那么輕繩拉力與傾斜角、動(dòng)摩擦因素均沒有關(guān)系.

解析當(dāng)沿著斜面向上施加恒力 F 拉連接體時(shí)，可以將兩個(gè)物體看作整體，利用加速度、牛頓第二定律等知識(shí)，對(duì)題目進(jìn)行分析，將連接體看作整體，設(shè)加速度為 a ，所以 F-（m₁+m₂）gsinθ- μ（m₁+m₂）gcosθ=（m₁+m₂）a

將 m₂ 作為研究對(duì)象，設(shè)輕繩拉力大小是 T ，通過受力分析可得 T-m₂gsinθ-μm₂gcosθ=m₂a 通過聯(lián)立式子可以得出

同理可以得出拉力 F 向斜面下方拉連接體，

通過綜合分析可以得出正確答案為選項(xiàng)（D）.

3利用整體法，解答相對(duì)運(yùn)動(dòng)問題

相對(duì)運(yùn)動(dòng)題目是高中物理中難度比較大的問題，此類問題解題時(shí)思路較多，但需要理清題目意思，避免出現(xiàn)解題錯(cuò)誤，快速解答.因此，針對(duì)此類問題，教師可以指導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用整體法，將運(yùn)動(dòng)過程作為整體進(jìn)行研究，利用能量相關(guān)知識(shí)，有效解決題目[2].

例3如圖3所示，物塊 A 的質(zhì)量為 2m ，物塊 B 的質(zhì)量為 Ψ_m ，將兩個(gè)物塊在水平面上靜止疊放.A，B 之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 μ ，物塊 B 與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)是 μ，最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等，重力加速度是 g .現(xiàn)在對(duì)物塊 A 施加水平拉力 F ，下述描述中錯(cuò)誤的是（ ）

（A）當(dāng) Flt;2μmg 時(shí)， A，B 相對(duì)于地面靜止.（B）當(dāng) 2μmg時(shí)，物塊A的加速度

是 （C）當(dāng) Fgt;3μmg 時(shí)， A 相對(duì)于 B 處于滑動(dòng)狀

態(tài).（D）無論 F 為任何值， B 的加速度均小于等

解析在解答此題時(shí)，關(guān)鍵是找出 A，B 兩個(gè)物體即將發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的狀態(tài)，做出相應(yīng)的受力分析，采用整體法列出式子，根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí) A 物體受到的最大靜摩擦力，計(jì)算出即將分離時(shí) A 受到的外力，對(duì)各個(gè)選項(xiàng)做出判斷.對(duì)于選項(xiàng)（A），物塊 A ，B 之間的最大靜摩擦力是 2μmg，B 與地面之間的最大靜摩擦力是 μmg，將A，B作為整體進(jìn)行研究，只需要 2μmg，整體就會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)，因此，選項(xiàng)（A）錯(cuò)誤，符合題意.

在選項(xiàng)（B）中，當(dāng) A TB 整體相對(duì)地面共同運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律可以得出μmg 2μmg=3ma'，得出a'= 3μg，所以選項(xiàng)（B）正確，不符合題意.

在選項(xiàng)（C）中，當(dāng) A 對(duì) B 的摩擦力為最大靜摩擦力時(shí)， A，B 將會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，此時(shí)，對(duì)于整體則 A F-2μmg= 2ma，求解得出 F=3μmg ，因此，當(dāng) Fgt;3μmg 時(shí)，A相對(duì)于 B 處于滑動(dòng)狀態(tài)，說法正確，選項(xiàng)（C）說法正確，不符合題意.

在選項(xiàng)（D）中，對(duì)物塊 B 進(jìn)行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律， ，得出 a_max= 2μg，所以選項(xiàng)（D）說法正確，不符合題意.

4結(jié)語

在高中物理解題教學(xué)時(shí)，教師可以對(duì)整體法進(jìn)行分析，加強(qiáng)相關(guān)專題訓(xùn)練，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際需求，引導(dǎo)學(xué)生掌握方法，準(zhǔn)確分析解題切入點(diǎn)，借助反復(fù)的練習(xí)，讓學(xué)生掌握整體法應(yīng)用技巧，提高學(xué)生的解題能力.

參考文獻(xiàn)：

[1]呂娟.高中物理解題中整體法的應(yīng)用[J].數(shù)理天地（高中版），2023（14）：18-19.

[2」陳慶濤.高中物理應(yīng)用整體法解題的研究[J].數(shù)理化解題研究，2023（19）：114—116.