探討整體法與隔離法在初中物理教學(xué)中的運(yùn)用

夏榮芝

摘要：整體法與隔離法是分析物理問題的重要方法，對(duì)提高學(xué)生分析能力以及物理學(xué)習(xí)成績(jī)具有重要促進(jìn)意義。初中物理教學(xué)中，應(yīng)做好教學(xué)內(nèi)容研究，結(jié)合學(xué)生所學(xué)，為學(xué)生講解整體法和隔離法相關(guān)理論，并注重將整體法與隔離法滲透至解題教學(xué)中，不斷提高學(xué)生整體法與隔離法應(yīng)用意識(shí)，促進(jìn)學(xué)生解題能力與水平的進(jìn)一步提升。

關(guān)鍵詞：初中物理;教學(xué);整體法;隔離法;運(yùn)用

中圖分類號(hào)：G633.7 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1992-7711（2021）08-075

整體法是從宏觀角度分析物體受力情況與運(yùn)動(dòng)規(guī)律，可使學(xué)生從整體上把握物理情境。隔離法則是對(duì)物體受力情況與運(yùn)動(dòng)規(guī)律的具體化分析。整體法與隔離法具有統(tǒng)一性，應(yīng)用于初中物理教學(xué)中，不僅有助于加深學(xué)生把握物理知識(shí)本質(zhì)，而且可以很好地提高學(xué)生的解題能力，因此，為提高學(xué)生靈活運(yùn)用整體法與隔離法解答物理習(xí)題的能力，應(yīng)注重為學(xué)生講解其在解題中的具體應(yīng)用。

一、用于分析滑塊受力

對(duì)滑塊的受力情況分析是初中物理各類測(cè)試?？紗栴}。很多學(xué)生在進(jìn)行受力分析時(shí)往往受到滑塊運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的干擾不知如何下手，或者憑借自身的主觀臆斷進(jìn)行判斷，出錯(cuò)率較高。教學(xué)中應(yīng)為提高學(xué)生解題正確率，為學(xué)生講解整體法與隔離法知識(shí)，使其認(rèn)識(shí)到該方法可用于分析運(yùn)動(dòng)滑塊的受力情況，提高其整體法與隔離法在解題中的應(yīng)用意識(shí)。一方面，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容以及自身授課經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)選經(jīng)典例題，為學(xué)生認(rèn)真剖析解題過程，使其把握整體法與隔離法應(yīng)用時(shí)的注意事項(xiàng)，養(yǎng)成運(yùn)用該種方法分析問題的習(xí)慣。另一方面，做好合理的教學(xué)安排，積極創(chuàng)設(shè)相關(guān)問題情境，對(duì)學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練，不斷提高學(xué)生整體法與隔離法應(yīng)用熟練程度。

例1，如圖1所示，在木板M上放置兩個(gè)滑塊P和Q，F(xiàn)=10N，它們一起沿水平地面做勻速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)P、Q和M間的接觸面都是水平的，則（ ）

A.木板M所受地面的摩擦力大于10N

B.木板M受到地面的摩擦力小于10N

C.滑塊P所受的摩擦力等于10N

D滑塊Q所受的摩擦力等于10N

該題目看似復(fù)雜，但只要通過合理的分析方法，把握物體的受力情況，看其與自身的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否相符。分析該題目時(shí)，先用整體法進(jìn)行分析，因?yàn)槿齻€(gè)物體一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)且F=10N，則M會(huì)受到水平向左大小為10N的摩擦力。而后使用隔離法分別對(duì)Q和P進(jìn)行分析。因?yàn)镼受到的力F=10N，因此，其受到M對(duì)它水平向左大小為10N摩擦力。以P為研究對(duì)象可知，其不受摩擦力。綜上可知正確答案為D選項(xiàng)。

二、用于分析滑輪受力

滑輪是初中物理教學(xué)的重要知識(shí)點(diǎn)，相關(guān)習(xí)題情境靈活多變，其中對(duì)滑輪受力情況的分析，具有一定的技巧，難度較大，不少學(xué)生望而生畏。在日常訓(xùn)練中解答相關(guān)習(xí)題的出錯(cuò)率較高。為幫助學(xué)生樹立學(xué)習(xí)自信，使其更好的攻克這一學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，在教學(xué)實(shí)踐中，一方面為學(xué)生深入講解定滑輪與動(dòng)滑輪受力與繞線之間的關(guān)系，使學(xué)生熟練掌握定滑輪與動(dòng)滑輪的受力特點(diǎn)，為正確運(yùn)用整體法與隔離法進(jìn)行滑輪受力分析做好鋪墊，可以使用多媒體技術(shù)幫助學(xué)生理解問題。另一方面，講解相關(guān)例題時(shí)給學(xué)生留下充足的思考、討論時(shí)間，引導(dǎo)學(xué)生嘗試著使用整體法與隔離法進(jìn)行分析，使學(xué)生感受整體法與隔離法的具體應(yīng)用過程，給其以后類似問題的解答帶來(lái)啟發(fā)。

例2，一工人體重為500N，使用如圖2所示的裝置將100N重的貨物運(yùn)到高處。已知?jiǎng)踊喼亓?0N，筐的重力為130N。不考慮輪與軸、繩與滑輪間的摩擦力以及繩的重量。求人的拉力是多少時(shí)才能把東西調(diào)到高處？人對(duì)筐的壓力是多少？

該題目創(chuàng)設(shè)的情境較為抽象，很多學(xué)生因?qū)喌氖芰η闆r理解不深入，而不知如何作答。認(rèn)真讀題，回顧所學(xué)的動(dòng)滑輪知識(shí)可知，解題時(shí)先用整體法進(jìn)行分析。整個(gè)系統(tǒng)的重力需要有人的拉力承擔(dān)。系統(tǒng)總的重力G=G人+G貨+G輪+G框=500N+100N+50N+130N=780N，而繞動(dòng)滑輪的繩子共有三根，因此，人力的拉力F=13G=13×780N=260N。求人對(duì)筐的壓力，需要將人隔離開來(lái)，采用隔離法進(jìn)行分析。人受到自身重力、筐的支持力，繩子拉力處于平衡狀態(tài)，即，滿足G人=N筐支持+F，代入解答N筐支持=G人-F=500N-260N=240N，由作用力和反作用力可知，人對(duì)筐的壓力為240N。

三、用于分析物體浮力

浮力是初中物理中較為抽象的知識(shí)點(diǎn)。為使學(xué)生徹底掌握、靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，解答相關(guān)習(xí)題的能力，教學(xué)中應(yīng)注重以下內(nèi)容的落實(shí)：其一，為深化學(xué)生理解，講解計(jì)算浮力的相關(guān)公式時(shí)應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用現(xiàn)有知識(shí)儲(chǔ)備嘗試著推導(dǎo)浮力的計(jì)算公式，并給予學(xué)生推導(dǎo)過程的點(diǎn)撥，使學(xué)生知其然更知其所以然，真正的理解計(jì)算公式中各字母表達(dá)的含義，避免在解題中張冠李戴。其二，圍繞具體題目，在課堂上與學(xué)生一起采用整體法與隔離法進(jìn)行分析，尤其通過與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生自己找到正確的解題思路，加深對(duì)浮力知識(shí)的深層次理解與認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步增強(qiáng)其解題的自信，使其在以后遇到類似的問題時(shí)，能夠透過現(xiàn)象看本質(zhì)，高效地加以求解。

例3，如圖3使用細(xì)繩系一重為3N的石塊，浸入到盛水的底面積為50cm2的圓柱形容器中（容器重力不計(jì)）。容器原液面高10cm。浸入石塊后水面上升了2cm，但水并未從中溢出，g取10N/kg。石塊靜止時(shí)請(qǐng)問繩子受到的拉力為多大？細(xì)繩繃緊、石塊靜止時(shí)容器對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是多少？

解答該題需要根據(jù)要求解的問題，選擇合理的研究對(duì)象，靈活運(yùn)用整體法與隔離法。其中求解繩子受到的拉力需要以石塊為研究對(duì)象，即，采用隔離法分析。石塊受到自身重力G，拉力F拉、浮力F浮處于平衡狀態(tài)，滿足G=F拉+F浮，則F拉=G-F浮，而F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×2×50×10-6m3=1N，則F拉=G-F浮=3N-1N=2N。根據(jù)壓強(qiáng)計(jì)算公式：P=FS可知，需要知道系統(tǒng)的總重力，這就需要采用整體法進(jìn)行分析。G水=1×103kg/m3×10N/kg×50×1010-6m3=5N，則F=G石+G水-F拉=3N+5N-2N=6N，則P=6N/5×10-3m3=1.2×103Pa。

四、用于分析磁體受力

初中物理部分習(xí)題創(chuàng)設(shè)的情境涉及到磁體。分析磁體受力情況時(shí)應(yīng)認(rèn)識(shí)到磁體的特殊性，即，同性磁極相互排斥，異性磁極相互吸引。很多學(xué)生在分析相關(guān)問題時(shí)，容易漏掉磁鐵之間的引力和斥力，導(dǎo)致解題的錯(cuò)誤。為提高學(xué)生分析磁體受力相關(guān)問題的能力，一方面要求學(xué)生具體情況具體分析，應(yīng)具備利用整體法與隔離法分析問題的意識(shí)，尤其為保證學(xué)生分析問題的正確性，應(yīng)注重為學(xué)生示范運(yùn)用整體法與隔離法分析磁體受力的具體過程。另一方面，要求學(xué)生做好解題思路的總結(jié)，牢固把握分析磁體受力的相關(guān)細(xì)節(jié)，尤其鼓勵(lì)學(xué)生相互交流相關(guān)的解題經(jīng)驗(yàn)，在認(rèn)識(shí)到自身不足的同時(shí)，積極借鑒他人的優(yōu)秀解題方法，不斷提高自身的解題能力。

例4，如4所示，兩個(gè)質(zhì)量均為m的條形磁鐵A和B，將其豎直放置在水平面上。通過一個(gè)彈簧秤通過一根細(xì)線豎直向上的磁鐵A，若彈簧秤的讀數(shù)為mg，則B對(duì)A的支持力F1以及水平地面對(duì)B的支持力F2分別為（ ）

A.F1=0，F(xiàn)2=mg ? B.F1=mg，F(xiàn)2=0

C.F1>0，F(xiàn)20，F(xiàn)2=mg

題目涉及的兩個(gè)物體較為特殊，即，條形磁鐵不同磁極間可以產(chǎn)生吸引的作用。分析水平地面對(duì)地的支持力F2時(shí)，可將兩個(gè)條形磁鐵看作一個(gè)整體，對(duì)其進(jìn)行受力分析可知，其受到向下的重力2mg，彈簧秤對(duì)其向上的拉力mg，地面對(duì)其向上的支持力F2，三個(gè)力平衡，滿足mg+F2=2mg，則F2=mg。分析B對(duì)A的支持力時(shí)，需要將A、B隔離開來(lái)。以A為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行受力分析。其受到自身的向下的重力mg，B對(duì)其向下的吸引力F吸，B對(duì)其向上的支持力F1，彈簧秤對(duì)其向上的拉力mg，四個(gè)力平衡，滿足mg+F吸=mg+F1，即，F(xiàn)吸=F1>0，綜上分析，選擇D項(xiàng)。

綜上所述，初中物理習(xí)題靈活多變，為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，應(yīng)注重為學(xué)生講解相關(guān)的解題方法，尤其應(yīng)結(jié)合自身教學(xué)經(jīng)驗(yàn)以及學(xué)生的學(xué)習(xí)實(shí)際，為學(xué)生灌輸整體法與隔離法相關(guān)知識(shí)。同時(shí)，為使學(xué)生能夠靈活整體法與隔離法解答初中物理問題，教學(xué)中應(yīng)做好受力分析基礎(chǔ)知識(shí)的講解，使學(xué)生切實(shí)夯實(shí)基礎(chǔ)。另外，還應(yīng)優(yōu)選經(jīng)典例題，為學(xué)生講解整體法與隔離法的具體應(yīng)用，使學(xué)生掌握該種方法的應(yīng)用技巧，使其在以后的解題中能夠靈活應(yīng)用，舉一反三。

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（作者單位：安徽省廬江第四中學(xué)，安徽 廬江 231500）