高中物理力學解題思路與整體法的運用研究

趙燁程

【摘 要】力學是高中物理最為重要的一個部分，同時也是實踐應用最為普遍的一個知識點，所以在解題中了解力學的解題思路十分必要。而為了鍛煉學生的整體性思維，在解題時運用整體法也是一種十分有效的方法。文章中主要圍繞力學解題思路以及整體法在其中的運用，進行了分析，對于物理綜合素質的培養具有重要的意義。

【關鍵詞】高中物理；力學解題；解題思路；整體法

高中階段的物理學習和我們的日常生活聯系非常緊密，在學校中學習物理知識，能夠對生活中存在的所有物理現象進行解釋，并且了解其原因。力學在高中物理學習中是一個重要的知識點，不管是日常學習還是考試，力學都占據了非常大的比例。對力學問題進行解決的過程中，需要與問題的已知條件以及隱藏條件進行結合，進而分析題目中受力物體的受力，確定物體受力狀態，進而獲得最終答案。然而在力學習題的求解中，可能會受到其他一些因素的影響，所以需要運用整體法，以此提升解題效率。

1.整體法概述

在物理習題求解當中，整體法體現了一種特殊性，和普通的受力分析不同，整體法并非是對每個力作用進行分析，而是在相關條件下將題目中聯系比較緊密物體當作一個整體，進而分析該整體的受力情況。通過整體法的運用，能夠對物理之間復雜受力進行規避，快速了解問題重點，降低問題難度，從而提高解題效率。

物理學科中力學所占據的篇幅相對而言比較大，同時也是考試中的重點。在力學解題過程中應用整體法，能夠將物體受力過程簡單化，利用整體帶入的方式，將一些繁瑣的受力分析過程省略，將學生的思考過程也進行了簡化，脫離固定的思維模式，完成解題。通過實踐發現，整體法的運用主要體現了以下幾種優勢：①降低習題求解難度，實現解題效率的提升。②在原來的基礎上將物理解題思路進行拓展，培養綜合性解題思維。③從多個角度分析受力，更加深層次的理解物理力學內容。

2.高中物理力學解題思路與整體法的運用

2.1基礎階段——了解力學概念

在物理學科中，概念是其中最為最基礎的一個知識點，同時也是我們務必要掌握的要點。一方面，可以加強對物理概念的了解，劃分各個概念的界限，例如加速度和速度的概念，另一方面，也要對題目中的各個物理量之間的關聯進行關注。以此發散學生思維，并實現對創造性的培養，在今后的解題中能夠舉一反三。

例1：如下圖1所示，人與車的質量分別是m、M，人用水平力F拉繩子，圖中兩端繩子均處于水平方向，不計滑輪質量和摩擦力，如果人與車保持相對靜止，且水平地面是光滑的，求車的加速度。

解析：要求車的加速度，需要將車進行隔離，由題目可知，人與車保持相對靜止，也就是人和車的加速度相同，所以可以將人和車視為一個整體，對于整體便可以使用牛頓第二定律進行求解。在這一過程中便要對牛頓第二定律的概念進行了解，以此才能更加快捷的完成解題。將人與車整體當作研究對象，整體分別受到重力、水平面支持力以及兩條繩拉力，在豎直方向重力和支持力平衡，這時水平方向繩拉力是2F，因此得到2F=（M+m）a，求解得解得：a=。

2.2審題階段——深入分析題意

在物理習題中，題目中所給的已知條件內已經包含一個甚至幾個互相關聯的物體，有些題目甚至也會提供所有物理過程，但是也有一些題目中只有一部分物理過程，所以，我們在解題時只有深入分析題意，認真審題，才能找到解題的有效方法。在審題的過程中，要先分析題目中物理系統的受力，統一單位之后進行運算，從而對結果的合理性進行判斷，隨后使用抽象思維想象習題中的研究對象，進行物理圖景的轉變，以此學生便能夠更為直接的其運動規律進行分析，進而確定解題思路。此外，在審題時，我們也要將通過題目了解的物理條件通過示意圖的方式進行表示，按照題目所給條件在示意圖中對受力情況進行標注，從而更加直接的了解習題中物體的受力情況。

例2：如下圖2所示，使用輕質細線將兩個質量未知小球進行懸掛，如果向小球a不斷施加向左偏下30°的恒力，并且向小球b不斷施加向右偏上30°的恒力，且力度大小相同，使其可以達到平衡，由此以下哪幅圖能夠表示平衡狀態？

解析：要確定表示平衡狀態的圖，最為主要的是要求解兩條輕質細繩對小球a和b的拉力方向，只有如此才能確定結果。將小球a、b和連線作為研究對象，且該研究對象受五個力作用，也就是兩個重力（ma+mb）g，作用在兩個小球上的恒力Fa、Fb和上端細線對系統的拉力T1。由于系統處于平衡狀態，所以受合力為零，再因為Fa、Fb的大小相等，且方向相反，由此可以抵消，但是（ma+mb）g的方向豎直向下，因此懸線對系統拉力T1的方向為豎直向上。再將b球作為研究對象，b球在重力mbg、恒力Fb和連線拉力T2三個力的作用下處于平衡狀態，由題知恒力向右偏上30°，且重力豎直向下，平衡時連線拉力T2的方向是和恒力Fb、重力mbg合力方向相反，故而選A。

2.3解題階段——分解知識點

高中階段的物理力學所有知識點中，學生需要重點了解并且熟練運用的主要有以下幾個：即牛頓運動三定律、萬有引力定律、能量守恒定律等，因為力學相關習題考察的點也與這幾個點有關，所以物理解題的過程也是學生培養邏輯思維能力和抽象思維能力的過程。運用整體法求解物理習題，最重要的便是對題目中的已知條件進行分解，通過力學相關知識點將題目中包含的所有難點進行分解，進行分階段解讀，如此一來便會降低解題難度。

例3：如下圖3所示，一塊質量M為10kg的木塊ABC 靜置于表面比較粗糙的水平地面上，滑動摩擦因數μ=0.02，在木塊傾角θ為30°的斜面上方，放置了一個質量m=1.0kg的物塊，該木塊由靜止逐漸沿斜面下滑，當滑行路程s=1.4m時，木塊的速度v=1.4m/s，在這一過程中木塊保持靜止，求解地面對木塊的摩擦力大小與方向。（重力加速度取g=10/s）

解析：物塊m由靜止開始沿木塊的斜面下滑，其中分別受重力、彈力、摩擦力的影響，在這三個恒力作用下木塊做勻加速直線運動，這時通過運動學公式可知下滑加速度。物塊m處于不平衡狀態下，也就證明木塊M一定存在地面的摩擦力，要求解其大小與方向，可以按照力平衡條件獲得答案。此外，在求解這一題時，也可以將物塊m和木塊M當作一個整體，按照系統牛頓第二定律進行求解。

2.4總結階段：充分掌握力學知識

作為學生，為了學好物理學科中的力學知識，需要做到以下幾點：①掌握力學單元的基礎知識，要做好所有知識點并重，面對考試，也不要報以僥幸心理，要扎實的掌握所有知識，如此才能真正提高解題效率。②學生要對考試中容易出現的重要知識點進行掌握，比如萬有引力定律、牛頓定律等，只有全面掌握這些知識點，才能在解題時快速找到解題思路。③因為物理力學和數學中的一些知識有很大的關聯性，所以學生需要在學習物理的基礎上學好數學，以此才能培養數學、物理學科的綜合素質，進而提升自身解題水平。

結束語

綜上所述，高中階段的物理力學在所有知識中占據了非常重要的地位，在習題求解時運用整體法，能夠降低解題難度，快速分析物體受力，從而提高物理解題水平，培養物理綜合素質。

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