楊彥翔

(福建省泉州市安溪一中高二12班 362400)

力學(xué)在高中物理學(xué)習(xí)內(nèi)容上所占比例最多，也最為復(fù)雜.同學(xué)們?cè)谡莆樟W(xué)的解題方法時(shí)難度很大，而其中具體的難點(diǎn)就體現(xiàn)在對(duì)物體的受力分析和物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受力變化分析，整體法和隔離法是解題時(shí)常用的方法，本文重點(diǎn)討論應(yīng)用整體法的解題思路.

一、整體法的含義

整體法指的是在高中物理力學(xué)問(wèn)題中將由多個(gè)物體構(gòu)成的系統(tǒng)作為一個(gè)整體來(lái)進(jìn)行受力的分析與研究的方法.將系統(tǒng)中的幾個(gè)物體作為一個(gè)整體的研究對(duì)象，對(duì)系統(tǒng)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析時(shí)，只分析這個(gè)整體與外部其他物體之間的相互作用力的關(guān)系，不考慮系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)物體之間的相互作用力關(guān)系，以此來(lái)簡(jiǎn)化題目中涉及的多個(gè)物體之間的受力分析情況.整體法將系統(tǒng)中的不同物體看作一個(gè)整體，作為研究對(duì)象，從更大的層面上來(lái)把握物體的物理現(xiàn)象，看清其本質(zhì)特征，將多個(gè)相互之間具有聯(lián)系和依賴，相互制約以及相互作用力的物體，也可以是多個(gè)連續(xù)的物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程當(dāng)成一個(gè)整體，再對(duì)這個(gè)整體進(jìn)行分析研究.整體法的使用過(guò)程需要同學(xué)們將多種思維方式綜合起來(lái)，靈活思考.

因此，同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)高中物理中的力學(xué)部分內(nèi)容時(shí)，要善于利用整體法，從整體上去看待問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，這樣能有效提高解題效率，從整體上把握問(wèn)題也更易于看清問(wèn)題的本質(zhì)，拋開(kāi)其他干擾因素的影響，也利于學(xué)生將多種不同知識(shí)融會(huì)貫通，增強(qiáng)各知識(shí)的聯(lián)系，增強(qiáng)有機(jī)組合的思維能力，從本質(zhì)上對(duì)待物理力學(xué)問(wèn)題，化繁為簡(jiǎn)，更直觀清晰的理解問(wèn)題的根本所在.

二、整體法在高中物理力學(xué)解題中的重要性

在學(xué)習(xí)高中物理力學(xué)部分知識(shí)的過(guò)程中，學(xué)會(huì)對(duì)物體進(jìn)行受力分析是基礎(chǔ)，在整個(gè)力學(xué)章節(jié)的學(xué)習(xí)中會(huì)經(jīng)常用到，既是學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，也是該章節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí).在實(shí)際解題過(guò)程中，很多同學(xué)就是由于不能準(zhǔn)確的對(duì)物體的受力情況進(jìn)行分析從而導(dǎo)致無(wú)法繼續(xù)求解，得出正確答案.另一方面，物體受到的力往往是多個(gè)不同力的組合，同學(xué)們要將物體可能受到的每種力都考慮到是最大難點(diǎn)，在考慮到所有力的前題下，將各種力之間的制約關(guān)系進(jìn)行正確分析是另一大難點(diǎn)，這些都造成了同學(xué)們?cè)诮忸}時(shí)難以得到完全正確的答案的現(xiàn)實(shí)狀況.

要解決這些難點(diǎn)，同學(xué)們要熟練掌握整體法和隔離法在高中物理力學(xué)問(wèn)題中的應(yīng)用，特別是在連接體問(wèn)題中的使用情況最佳，能很好的幫助同學(xué)進(jìn)行物體的受力分析.整體法是對(duì)整體原理的應(yīng)用，在對(duì)物體從局部到整體進(jìn)行受力分析時(shí)，都能發(fā)現(xiàn)一定的規(guī)律.在解題的過(guò)程中，將某幾個(gè)具有相互作用力的物體看成一個(gè)整體的系統(tǒng)，再對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行受力分析，減少了對(duì)每個(gè)物體都進(jìn)行受力分析的過(guò)程，不僅能提高解題效率，還降低了出錯(cuò)的概率.隔離法與整體法正好相反，隔離法是將整個(gè)物體分離來(lái)看，再對(duì)物體的每個(gè)部分進(jìn)行受力分析，解題時(shí)如何選擇合適的方法，需要根據(jù)實(shí)際題型來(lái)具體分析與選擇.

高中階段的物理力學(xué)內(nèi)容相對(duì)初中來(lái)說(shuō)要復(fù)雜很多，題型也千變?nèi)f化，很多同學(xué)不會(huì)正確的對(duì)物體進(jìn)行受力分析，從而導(dǎo)致不能簡(jiǎn)單快速的得出正確答案.這時(shí)更需要對(duì)自己的思維模式進(jìn)行訓(xùn)練與培養(yǎng)，學(xué)會(huì)在解題過(guò)程中合理使用整體法與隔離法，清楚在什么情況下整體法更合適，什么情況下隔離法更合適，明確其二者的具體概念和區(qū)別所在.下一小節(jié)將重點(diǎn)討論整體法在力學(xué)解題過(guò)程中的具體應(yīng)用，最終能達(dá)到舉一反三，不拘于題目形式的變化，將各種解題思路靈活使用的效果，這樣將大幅度提高同學(xué)們?cè)诮獯鸶咧形锢碇杏嘘P(guān)力學(xué)問(wèn)題的能力以及自身的思維能力.

三、整體法在高中物理力學(xué)解題中的具體應(yīng)用

本節(jié)通過(guò)兩個(gè)具體例題來(lái)分析整體法在高中物理力學(xué)解題中的具體應(yīng)用方式.

例1現(xiàn)將一斜面體放置于地面上，設(shè)其質(zhì)量為M，忽略斜面的摩擦力，傾斜角度為a.再將一木塊放置于斜面上，并使木塊在斜面上加速下滑，若木塊的質(zhì)量為m，則在木塊下滑過(guò)程中，斜面體承受多少靜摩擦力，以及地面支持力？

這種題型在高中物理力學(xué)問(wèn)題中經(jīng)?？梢耘龅剑鶕?jù)題目的已知條件可知斜面是光滑的，而且有一定的傾斜角度a，對(duì)木塊單獨(dú)進(jìn)行受力分析，可得到木塊的滑行加速度為gsina，并且加速度的方向是與斜面體保持平行向下的.由于斜面體的光滑的，則解題是不需要考慮木塊與斜面體之間的壓力與摩擦力的相互關(guān)系，因此整體法在此時(shí)是適用的，我們可以將斜面體與木塊組合起來(lái)看成一個(gè)整體，再計(jì)算這個(gè)整體與地面之間的支持力與摩擦力的相互作用力即可.根據(jù)分析得到的斜面體所受的合力與加速度，再結(jié)合牛頓第二定律可得到到最終答案為N=(M+m)g-mgsin2a.

在解答該題的過(guò)程中，能明顯感受到使用整體法帶來(lái)的便利，但整體法也并不是適用于所有題型，所有同學(xué)們?cè)诮忸}前還是要先認(rèn)真審題，事先考慮清楚題目使用哪種方法更合適，以及怎么使用，然后再動(dòng)手做題，這樣更加高效.

例2一個(gè)小球在距離地面1.8m高的地方自由下落，落地后向上彈起高度的最大值為0.8m，在自由下落的過(guò)程中所花時(shí)間為1.1s，小球的質(zhì)量為0.1kg，問(wèn)小球與地面碰撞時(shí)地面對(duì)小球產(chǎn)生的平均作用力是多少？

在這種題型中，整體法就不是運(yùn)用在多個(gè)物體上了，而是將小球自由下落的過(guò)程與向上彈起的過(guò)程看成一個(gè)整體，并且物理過(guò)程與物體運(yùn)動(dòng)的初始狀態(tài)和結(jié)束狀態(tài)并無(wú)關(guān)系或者根據(jù)初始狀態(tài)和結(jié)束狀態(tài)就能知道物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程的，這些情況下的物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程就能使用到整體法的思想.另一種情況，即對(duì)于無(wú)需了解整個(gè)物理過(guò)程的狀況，只需要了解整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的某個(gè)狀態(tài)或是開(kāi)始狀態(tài)與結(jié)束狀態(tài)的題型時(shí)，可以將其中不同的物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程當(dāng)成一個(gè)整體來(lái)對(duì)待處理，這也是整體法的一個(gè)用處.針對(duì)本題來(lái)看，很多同學(xué)的第一反應(yīng)可能是隔離法，即對(duì)小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的下落過(guò)程、碰撞過(guò)程和上升過(guò)程分別進(jìn)行分析，這樣解題顯然比使用整體法要復(fù)雜的多.使用整體法的思想可以將小球從開(kāi)始下落的時(shí)候一直到反彈上升到最高處的物理過(guò)程看成一個(gè)整體，再結(jié)合小球自身的重力可得到mgt總減去Ft地0,下落時(shí)間等于根號(hào)下兩倍的h1除g，上升時(shí)間等于根號(hào)下兩倍的h2除g，并且t地=t總-(t上+t下)，即最后的正確結(jié)果是11N.

上述的兩個(gè)例題分別分析了整體法在高中物理力學(xué)問(wèn)題中將幾個(gè)物體看成一個(gè)整體和將幾個(gè)連續(xù)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程看成一個(gè)整體的兩大不同題型.在解題的過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn)，單獨(dú)的對(duì)某個(gè)物體的受力情況進(jìn)行分析是很復(fù)雜的，正確的找到將哪些物體或哪些物理過(guò)程看成一個(gè)整體是有難度的，需要同學(xué)們?cè)谄綍r(shí)的習(xí)題訓(xùn)練中多加思考.

本文對(duì)整體法的具體含義進(jìn)行了解釋，對(duì)整體法在高中物理力學(xué)解題中的重要性進(jìn)行了分析，同時(shí)對(duì)整體法在同學(xué)們?nèi)粘Ａ?xí)題中的具體應(yīng)用進(jìn)行了探討.合理的運(yùn)用整體法，不僅可以提高解題效率，還能提高學(xué)生自身分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力.