龔競秋
摘 要:在高中物理學習中,力學一直是學習中的重點與難點,在學生的學習任務中占據(jù)很大比重。在力學學習過程中,最主要的是對力學解題方法進行掌握,提高力的分解能力。根據(jù)自身學習經驗,對高中物理學習中力學解題的整體法運用進行簡單的探討和分享。
關鍵詞:高中物理;力學解題;整體法運用
高中物理教材包含了力學、熱學、電磁、光學等內容,其中力學占據(jù)著很大一部分比例,也是考試內容中占據(jù)比例較大的一部分,物理老師與我們學生都要重視對力學這一章節(jié)的學習。
一、整體法在力學解題中運用的重要性
在對力學這一章節(jié)進行學習時,力學分析是基礎學習,貫穿著整個力學章節(jié),既是學習的基礎,也是學習的重點與難點。在實際學習中,很多同學由于不能很好地將物體的受力情況進行合理分析,使得力學解題無法求出正確答案。一遇到力分析題便不知道從何入手,無法對題進行正確的解答。另外,對力的分析較為復雜,一個物體會受到多個力,解題時容易出現(xiàn)錯誤。
整體法與隔離法在力學解題中應用,使得連接體問題得到很好的解決。整體法是整體原理的應用,從對力的局部分析到整體分析,具有一定的規(guī)律性。在解題過程中,將幾個物體看成一個整體,再對其進行力的分析,研究整體力的變化情況,避免對每一個物體進行力的分析,使得解題速度與解題正確率都有所提高。隔離法解題則相反,將整體的物體分離,對每個物體的受力情況進行分析,如何對解題方法進行選擇,要根據(jù)實際的力學題目進行分析選擇。
在力學解題中使用整體法進行解題,使得難題變得簡單,我們要靈活地將物體的受力情況進行分析,從而使得分析能力逐漸提升,重視對題目的整體掌握,抓住解題重點,提高解題效率,培養(yǎng)我們的思維能力與分析能力。
二、整體法在力學解題中的實例運用
例1.根據(jù)圖1觀察我們可以知道,a、b為兩個帶電物體,兩個物體的質量用m表示,小球a的電荷量為+2q,小球b的帶電荷量為-q,兩個小球之間的連接線為絕緣的,再拿出同樣一根長度的絕緣線將小球a吊在天花板上,在此空間中,具有均勻的電場,且方向向左,電場的強度用E表示,兩個小球保持平衡狀態(tài)時,兩根細線都處于拉緊狀態(tài)。兩小球在平衡狀態(tài)時,位置是圖2中的
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對題目要求進行詳細的解讀,兩個小球帶電量不同,使用整體法進行分析,將其看做一個整體,那么此題的答案便是第一個。由于兩個小球的帶電量不同,將兩個小球看成一個整體而進行力的分析,水平方向電場力不平衡,那么水平方向上受力的合力不是零。根據(jù)公式F=Eq,小球a與小球b所受的電場力進行相比,a球受力更大,對兩小球進行整體分析,水平方向的合力用Eq表示,方向指向左方。對此可以判斷出,小球會向左方偏移,那么答案A被排除。對剩下的三個答案進行觀察,存在夾角上的不同。將小球a與豎直方向的夾角為α,用整體法進行分析,將角α與β當做一個整體,采用公式tanα=■,接下來對小球b進行研究,小球b與豎直方向的角度用β表示,那么tanβ=■,通過對兩個式子的分析可以得出,α<β,也就是a球豎直方向的夾角大于b球豎直方向的夾角,從圖中判斷可以得知,此題選擇C。
例2.將一物體放在粗糙的表面上(水平面),物體的質量用M表示,將一物體質量為m放在一個光滑的斜面上,傾角用θ表示,讓小物體加速下滑,當物體m在下滑過程中,斜面所受到的地面靜摩擦力與水平面對其的支持力各是多少?
此題是我們學習過程中經常遇到的題,當物體m下滑過程中,會產生加速度為a=gsinθ,方向平行與斜面,朝下。由于斜面是光滑的,所以不存在物體與斜面之間的摩擦力與正壓力,因此,只要對物體m與斜面系統(tǒng)以外的地面對其產生的支持力與摩擦力進行分析與考慮,此時便可以使用整體分析法進行解題。通過對物體的受力分析,可以將加速度與合力大小算出,再根據(jù)牛頓的第二定律對其進行求解:ΣFx=f=macosθ=mgsinθcosθ,求得f=■mgsin2θ;ΣFy=(M+m)g-N=masinθ=mgsin2θ,求得N=(M+m)g-mgsin2θ。
根據(jù)上述兩種解題可以總結出,使用整體法進行解題時,要對題目進行細致分析,若題目中的整體處在平衡狀態(tài),系統(tǒng)內的各個物體之間沒有相互的作用力,此時使用此解題方法較為簡單方便。在整體之間作用力不平衡的狀態(tài)下,若不需要對物體與物體之間的作用力進行考慮,且各個物體的加速度方向相同、大小相同時,可以使用整體法進行解題。對整體法進行選擇,要對題目給出的條件進行分析,仔細辨別,慎重使用,解出答案。此方法在進行解題時,將不同的物體看成一個整體,也可以將一個過程看作一個整體。
綜上所述,整體法在力學解題中的應用使得解題變得簡單,節(jié)省解題時間,避免對單個力進行分析,提高了解題的正確率。但是,我們在進行具體解題前,要對題目進行詳細的解讀,合理地對整體法進行運用,不是所有力學題都可以使用此方法,只有善用、合理使用,才能更好地展示出整體法解題的優(yōu)勢,提高我們的解題能力。
參考文獻:
[1]王力.議高中物理力學解題中整體法的運用[J].新課堂導學,2011(02).
[2]張艷萍.整體法在高中物理解題中的應用[J].考試:教研,2011(01).
(作者單位 遼寧省盤錦市遼河油田第一高級中學)
?誗編輯 陳鮮艷