試論高中物理力學解題中整體法的運用

趙連涌

(山東省德州市第一中學高三十一班 253031)

試論高中物理力學解題中整體法的運用

趙連涌

(山東省德州市第一中學高三十一班 253031)

高中物理在高考分數中占有較大比例，通過對物理的學習可有效提高高中生的分析理解能力.力學內容作為高中物理學習的重點，在我們日常學習、練習中占有重要地位，是高中物理學習的重要內容.

高中物理；力學解題；整體法

對力學進行分析以有效解決力學問題，結合問題的具體條件以及題目中隱藏的條件，分析物體的受力狀態(tài)，利用構建力的等式得出相應問題的答案.然而在部分習題中，物體的受力情況會較為復雜，在進行受力分析時會受到各種因素的干擾，在影響解題效率的同時還會影響解題的質量.針對這種情況，我們應充分利用整體法的物體的受力情況進行分析，從而得出正確的結論.

一、整體法的具體概念以及應用的重要性

1.整體法概述

整體法是物理學習中較為特殊的一種解題思想，與一般的受力分析不同，使用整體法可以不對每一個力的具體作用進行詳細分析，而是通過在特定條件下將某些存在緊密聯系的物體暫時看作是一個整體，從而在排除客觀條件的影響下對整個物體的受力進行綜合分析.通過這樣的處理方式，在有效抓住問題主干的同時還可以有效避免在物體受力復雜的情況下對某物體進行受力分析，從而達到減小課后作業(yè)難度、提高解題效率及質量的目的.

2.整體法在實際應用中的重要作用

由于力學在整個高中物理學習過程中占有重要地位，同時也是高考的重點內容，因此尋找一種正確、簡便的學習方法對于我們提高物理學習成績具有重要意義.力學分析主要是指根據題干要求對某一物體的受力做具體分析，雖然物理課本中的學習內容與生活中的某些現象息息相關，但是力是不可觸摸而又客觀存在的，在實際解題過程中，我們通過圖上標出所有受力方向并判斷出物體受力的真實狀態(tài)，以避免出現遺漏現象，而針對受力較為復雜的物體，標注所有受力有可能會造成受力分析的混亂，為我們的解題造成一定阻礙.整體法的應用可以有效解決上述問題，將復雜的受力轉化為較為簡單的受力，并通過整體帶入的方法對這些受力進行處理，以避免因受力過于復雜而影響解題效率及質量.

二、整體法在實際解題過程中的應用

例1 已知質量為M的斜面體放置在粗糙的水平面上，斜面為光滑斜面，將傾斜角設置為θ.現將已知質量為m的木塊放置在光滑斜面上，木塊的下滑速度逐漸增加，求木塊在下滑過程中，斜面體承受的靜摩擦力.

以上問題是我們在高中物理學習過程中常見的物理習題，在解答此種類型的物理習題時，我們應該先對題干進行細致的理解及分析，“斜面為光滑斜面”說明木塊在下滑過程中不需要考慮摩擦力的作用，僅需對重力做功進行考慮，而已知斜面夾角為θ，則木塊下滑的加速度為a可以通過公式計算出來，即a=gsinθ(g表示重力加速度)，且加速度的方向與斜面處于相互平行狀態(tài)、方向斜向下.針對這一類問題，如果對所有的受力進行綜合分析，就會涉及到壓力、支持力等多種受力因素進行分析，從而使得問題變得復雜.通過應用整體法，可以將斜面與木塊看做是一個整體，在一定條件下忽略二者的壓力及支持力，僅需要對題干涉及到的靜摩擦力、支持力進行思考與分析，以完成對問題的分析及計算.

在完成對題干的分析及題目中物理受力分析之后，針對題目提出的問題進行一系列計算.通過牛頓第二定律F=ma以及三角函數之間的關系，可以得出靜摩擦力f=mgsinθcosθ.

整體法雖然可以在一定程度上簡化我們對受力進行分析的過程，提高了解題效率及質量，但是在實際解題過程中整體法還具有一定的局限性，應引起我們的注意.

例2 如圖1所示，某帶電+q電荷量、質量為m的小球a通過絕緣線與帶-q電荷量、質量為m的b球串聯起來，并將相互連接的a、b球與房頂相連，已知空間內存在強度為E、方向向左的勻強電場，則小球的狀態(tài)為( ).

圖1

在對該題進行受力分析，通常會將a、b球單純的看做是一個整體，使得我們在解題過程中進行錯誤的受力分析結論，最終得出A選項.然而，據題目可知，a球與b球之間存在帶電量方面的差異，假設a、b球作為一個整體，兩球合力不等于0，是無法替代的.在排除選項A以后，B、C、D三個選項的區(qū)別主要是體現在夾角度數的不同，而此時應將夾角看做一個整體，通過對比選項中夾角的大小關系最終得出正確答案C.

例3 如圖2所示，長度為L的光滑平臺固定在地面上，將物體的中央放置在A、B兩塊物體且讓A、B兩塊物體相互接觸，物體A表面具有一個半圓形軌道且半徑為R，滿足R

圖2

在解答這道物理題時，我們應通過整體法對物體受力進行分析.由題意可知，C在滑動過程中，彈力和彈力的反作用力的大小及方向會隨時變化，將ABC看做是一個整體，使得水平方向的合力為零，利用動量守恒定律及機械能守恒定律完成解答.

綜上所述，在高中物理的學習過程中，我們可以通過應用整體法來提高解題效率及解體質量，在一定條件下將某系統(tǒng)存在關聯的物體看做是一個整體以減少客觀因素對解題思路的影響，從而提高解題準確度.然而整體法在實際解決問題的過程中具有一定的局限性，應先確定好個體之間的受力關系，然后再利用整體法進行解題以保證解題法解題的準確性.

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G632

A

1008-0333(2017)31-0065-02

2017-07-01

趙連涌(2000.02-)，男，德州人，山東省德州市第一中學，高中在讀.

閆久毅]