高中物理解題的整體法和隔離法的應(yīng)用研究

龐亞茹

(甘肅省慶陽(yáng)第一中學(xué) 745000)

高中物理的解題方法是學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)物理知識(shí)的重要障礙，大部分學(xué)生因?yàn)闊o(wú)法正確的運(yùn)用相關(guān)方法實(shí)施解題，就會(huì)影響到學(xué)生考試成績(jī)的提高.因此，物理教師在具體教學(xué)時(shí)，需注重教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變，不能太過(guò)于注重對(duì)物理知識(shí)進(jìn)行機(jī)械記憶，需注重教學(xué)方法與解題技巧的講解.方法作為溝通思想、知識(shí)、能力的橋梁，由此可知，物理方法也是物理思想的實(shí)際表現(xiàn)，學(xué)生只有學(xué)會(huì)了方法，學(xué)生的問(wèn)題分析以及解決能力也就能得到相應(yīng)的提高，并促進(jìn)物理成績(jī)的不斷提高.而整體法與隔離法作為物理解題過(guò)程中的重要方法，教師通過(guò)該方法的講解，通常能夠使學(xué)生分析與解決相關(guān)物理問(wèn)題的能力得到有效提高.

一、整體法與隔離法概述

整體法主要將涉及到的多個(gè)物體或過(guò)程看作為整體，對(duì)解題思路進(jìn)行思考.在只涉及到系統(tǒng)，而沒(méi)有涉及到系統(tǒng)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)、力與其他特殊狀況下，可充分考慮整體法，以促使整體法的教學(xué)優(yōu)勢(shì)得到充分發(fā)揮.整體法通常能分成兩類，第一，整體研究的物體系統(tǒng)；第二，整體研究的運(yùn)動(dòng)全過(guò)程，而忽略當(dāng)中的細(xì)節(jié).

隔離法主要將物理問(wèn)題的相關(guān)對(duì)象或者狀態(tài)、過(guò)程由系統(tǒng)或整個(gè)過(guò)程當(dāng)中隔離出的實(shí)施研究的思維方式.如果想搞清楚系統(tǒng)當(dāng)中某個(gè)物體的具體受力以及運(yùn)動(dòng)的相關(guān)信息，此時(shí)，就能運(yùn)用隔離法.隔離法通常有兩種狀況，第一，對(duì)研究對(duì)象實(shí)施隔離分析；第二，對(duì)研究的過(guò)程實(shí)施分段研究.

高中物理的解題中，通過(guò)隔離法與整體法的運(yùn)用，對(duì)高中物理的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行解決，不僅可以使學(xué)生形成創(chuàng)新性的探究思維，而且還能滿足當(dāng)前教育的改革方向，從而使學(xué)生的解題效率得到有效提高.

二、高中物理解題的整體法和隔離法的應(yīng)用策略

1.平衡狀態(tài)的應(yīng)用

如圖1所示，質(zhì)量為5 kg的長(zhǎng)方體木塊放在質(zhì)量為10 kg的粗糙三角形物體的斜面上，斜面與地面夾角30度.現(xiàn)在給小長(zhǎng)方體木塊一個(gè)沿斜面向上，大小為30N的力F，長(zhǎng)方體木塊沿斜面做勻速運(yùn)動(dòng)，這一過(guò)程中三角形物體保持靜止.那么，地面對(duì)三角形斜面物體的支持力和摩擦力各是多少？

圖1

解析本題是一道斜面物體受力分析的試題，在解題方法上，可以將兩個(gè)物體進(jìn)行單獨(dú)隔離分析，也可以進(jìn)行整體分析.

隔離法：先對(duì)長(zhǎng)方體木塊進(jìn)行受力分析，其受沿斜面的推力F，重力G，摩擦力f，和支持力N，如圖2(a)；三角形物體受重力G1，長(zhǎng)方體木塊的摩擦力f1，地面的摩擦力f2，地面支持力N1，如圖2(b).

圖2

由圖2(a)可得：N=Gcos30°，F(xiàn)=f+Gsin30°

由圖2(b)可得N1+f1sin30°=G1+Ncos30°，f1=f，

f2=f1cos30°+Nsin30°

由此可得，在進(jìn)行試題分析的時(shí)候，可以根據(jù)已知條件選擇合適的方法，往往可以達(dá)到事半功倍的效果.

2.牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用

如圖3,水平地面上有三個(gè)靠在一起的物塊P、Q和R,質(zhì)量分別為m、2m和3m,物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)都為μ.用大小為F的水平外力推動(dòng)物塊P,記R和Q之間相互作用力與Q與P之間相互作用力大小之比為k.下列判斷正確的是( ).

圖3

解決本題首先用整體法求出三個(gè)物塊的加速度，當(dāng)各物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相同時(shí),可選用整體法然后再隔離各個(gè)物塊進(jìn)行分析求解，先用整體法求解加速度使得這個(gè)題簡(jiǎn)單了許多.對(duì)較復(fù)雜的問(wèn)題,通常需要多次選取研究對(duì)象,交替應(yīng)用整體法與隔離法才能求解.

3.能的轉(zhuǎn)化與能量守恒的應(yīng)用

如圖4所示，質(zhì)量是m的劈A與質(zhì)量m的物體B位于靜止的光滑水平面，物體B的左端用輕質(zhì)彈簧進(jìn)行固定，一個(gè)質(zhì)量是m的小球C從劈光滑的弧面上距離水平面的高度是h的地方從靜止下滑，求運(yùn)動(dòng)中彈簧的最大彈性勢(shì)能.

圖4

本題的解題難度通常不大，學(xué)生只要充分掌握了動(dòng)量守恒以及機(jī)械能守恒兩大定律，就能輕松解決該問(wèn)題.因此，在對(duì)能量轉(zhuǎn)化與能量守恒相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行處理時(shí)，需注重整體思想，也可運(yùn)用隔離法，從而使學(xué)生實(shí)現(xiàn)高效解題.

綜上所述，高中物理具體解題中運(yùn)用整體法與隔離法時(shí)，首先需依據(jù)題目選擇合適的方法，通常是外力選擇整體，而內(nèi)力選擇隔離，在對(duì)物理其他的知識(shí)學(xué)習(xí)時(shí)，也需學(xué)會(huì)整體與隔離的配合，這不僅可以使學(xué)生更好的理解物理力與運(yùn)動(dòng)之間關(guān)系的掌握，而且還能使學(xué)生自身的思維能力得到有效提升.