向兵
(重慶市黔江新華中學(xué),重慶 409000)
力學(xué)是高中物理課程中至關(guān)重要的一個知識點(diǎn),在力學(xué)的課程教學(xué)中,力學(xué)相關(guān)的問題數(shù)量較多,且很多問題都比較復(fù)雜,學(xué)生在遇到這類復(fù)雜的題型時如果解題思路不清晰,不僅會增加解題的難度,還容易解錯題?;诖耍疚膶φw法在高中物理力學(xué)解題中的應(yīng)用進(jìn)了分析,并對具體的應(yīng)用方法作出詳細(xì)闡述。
力學(xué)是高中物理的重要組成部分,同時,力學(xué)也是物理學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)內(nèi)容以及最重要內(nèi)容。例如,很多的力學(xué)問題,常常涉及物體受力情況的分析,整個解題過程對于學(xué)生而言分析難度較大,如果學(xué)生只從問題的表面出發(fā)進(jìn)行分析,很容易就步入出題者的陷阱。在課堂中,教師通常會使用整體法來引導(dǎo)學(xué)生對問題進(jìn)行分析,與整體法一同出現(xiàn)的還有隔離法。這兩種方法的合作使用,為物理力學(xué)的解答提供了高效的解決方法。其中整體法的解題核心在于,把受力物理視為一個完整的個體,而把其中物體之間存在的所有作用力都看作系統(tǒng)的內(nèi)力。利用這種解題模式,解題者可以有效地簡化解題的分析流程,從而提高解題效率。從宏觀角度來看,使用整體法進(jìn)行物理分析有利于對力學(xué)進(jìn)行整體性的把握,加深對于力學(xué)的理解程度。
作為高中物理學(xué)習(xí)的第一課,力學(xué)是高中生物理學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。所以,力學(xué)知識的強(qiáng)化,是高中物理教師教學(xué)的重要內(nèi)容。教師在講解物理知識時,需要向?qū)W生詳細(xì)介紹物體受力的分析步驟,只有掌握了正確的分析方法,學(xué)生才可以順利地進(jìn)行物理問題的解答。由此可見,掌握受力分析方法是物理解題的首要任務(wù)。而物體受力分析中有一個尤為重要的方法,即整體法。因?yàn)槭褂靡话愕姆治龇椒ǎ粌H容易忽略多物體受力的情況,而且增加很多的分析過程。所以,在面對力學(xué)問題時,教師應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生在第一時間內(nèi)使用整體法進(jìn)行力學(xué)分析。
整個高中學(xué)習(xí)階段,學(xué)生遇到的適用于使用整體法對物體受力情況進(jìn)行分析的題型大致有以下幾種:一,兩個物體疊加在一起,發(fā)生形變或是力變;二,三個以及三個以上的物體疊加受力。當(dāng)學(xué)生遇到這種情況時,可以把這些受力物體看成一個整體,然后對施加在整體上的力進(jìn)行具體分析。以上的分析模式,可以有效簡化學(xué)生的分析步驟,為學(xué)生的解題節(jié)省大量的分析時間,從而有效提高解題效率。另外整體法的使用還可以有助于學(xué)生形成解題的整體性思維,幫助學(xué)生樹立從宏觀角度解決問題的意識。
單一物體的受力情況對學(xué)生來講很容易分析,但是,多個物體進(jìn)行相互接觸,從而引發(fā)的受力變化并不是很容易分析出來。此時,學(xué)生們就可以采用整體法進(jìn)行分析。例如,一個直角形的小車靜止于水平桌面上,其質(zhì)量M=30kg,傾斜角度a=30°然后這個直角形的小車傾斜面之上放置一個A滑塊,其在小車頂端滑輪位置和B滑塊互相連接。已知A滑塊的質(zhì)量是15kg滑塊B的質(zhì)量是3kg,假設(shè)滑塊加速度是2.5m/s2同時保持著下滑狀態(tài)求小車受到的摩擦力。
針對以上問題,滑塊在下滑中與小車斜面之間所產(chǎn)生的力,可以看作是系統(tǒng)的內(nèi)力,這一過程等同于把滑塊和小車視為一個整體。然后學(xué)生可以結(jié)合相關(guān)的定律來進(jìn)行問題的解答,即利用牛頓第二定律:∑fx=m1 a1+m2 a2+m3 a3,經(jīng)過推理過后可以得出:f=mA acos30。∑fy=m1 a1 y+m2 a2 y+m3 a3 y,然后將具體數(shù)值帶入公式就可以算出問題的答案。
高中物理課程中的相互作用主要包括了滑動摩擦力、靜摩擦力,動摩擦因數(shù)以及共點(diǎn)力等多種平衡因素,這類題型應(yīng)用整體法解題的方法如下:
例如:“已知木塊1與木塊2,均處于同一個光滑水平面上,質(zhì)量分別以m和M表示,1、2之間由輕繩連接,受水平力F的作用,做加速運(yùn)動,問1、2木塊間的輕繩張力?”.
運(yùn)用整體法解該題,先分析出木塊1與木塊2整體的受力情況,依據(jù)牛頓第二定律,可知水平力F=(M+m)a,即a=F與(M+m)兩者的比值,之后單獨(dú)分析木塊1實(shí)際的受力情況,可知張力FT=Fm與(M+m)的比值,解題時,將木塊1與木塊2作一個整體,將相關(guān)的受力圖畫出來,忽略2個木塊間的作用力,這樣可減少分析環(huán)節(jié),提高解題的正確率與解題效率.
結(jié)束語:綜上所述,在進(jìn)行高中物理教學(xué)時,高中物理教師要積極使用整體法對學(xué)生進(jìn)行物理力學(xué)問題的分析和解答,培養(yǎng)學(xué)生使用整體法進(jìn)行解題的意識和習(xí)慣,同時整體法的特點(diǎn)非常適用于力學(xué)部分習(xí)題的解答,可以明顯簡化學(xué)生的問題分析流程,同時顯著提升學(xué)生的解題效率,并且有助于學(xué)生提高物理學(xué)習(xí)的積極性。