試論高中物理力學(xué)解題中整體法的運用

趙連涌

(山東省德州市第一中學(xué)高三十一班 253031)

試論高中物理力學(xué)解題中整體法的運用

趙連涌

(山東省德州市第一中學(xué)高三十一班 253031)

高中物理在高考分?jǐn)?shù)中占有較大比例，通過對物理的學(xué)習(xí)可有效提高高中生的分析理解能力.力學(xué)內(nèi)容作為高中物理學(xué)習(xí)的重點，在我們?nèi)粘W(xué)習(xí)、練習(xí)中占有重要地位，是高中物理學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容.

高中物理；力學(xué)解題；整體法

對力學(xué)進(jìn)行分析以有效解決力學(xué)問題，結(jié)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(gòu)建力的等式得出相應(yīng)問題的答案.然而在部分習(xí)題中，物體的受力情況會較為復(fù)雜，在進(jìn)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(zhì)量.針對這種情況，我們應(yīng)充分利用整體法的物體的受力情況進(jìn)行分析，從而得出正確的結(jié)論.

一、整體法的具體概念以及應(yīng)用的重要性

1.整體法概述

整體法是物理學(xué)習(xí)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(jìn)行詳細(xì)分析，而是通過在特定條件下將某些存在緊密聯(lián)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(jìn)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(fù)雜的情況下對某物體進(jìn)行受力分析，從而達(dá)到減小課后作業(yè)難度、提高解題效率及質(zhì)量的目的.

2.整體法在實際應(yīng)用中的重要作用

由于力學(xué)在整個高中物理學(xué)習(xí)過程中占有重要地位，同時也是高考的重點內(nèi)容，因此尋找一種正確、簡便的學(xué)習(xí)方法對于我們提高物理學(xué)習(xí)成績具有重要意義.力學(xué)分析主要是指根據(jù)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(xué)習(xí)內(nèi)容與生活中的某些現(xiàn)象息息相關(guān)，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(biāo)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(xiàn)遺漏現(xiàn)象，而針對受力較為復(fù)雜的物體，標(biāo)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(yīng)用可以有效解決上述問題，將復(fù)雜的受力轉(zhuǎn)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(jìn)行處理，以避免因受力過于復(fù)雜而影響解題效率及質(zhì)量.

二、整體法在實際解題過程中的應(yīng)用

例1 已知質(zhì)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(shè)置為θ.現(xiàn)將已知質(zhì)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(xué)習(xí)過程中常見的物理習(xí)題，在解答此種類型的物理習(xí)題時，我們應(yīng)該先對題干進(jìn)行細(xì)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(jìn)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(jìn)行綜合分析，就會涉及到壓力、支持力等多種受力因素進(jìn)行分析，從而使得問題變得復(fù)雜.通過應(yīng)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(jìn)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(jìn)行一系列計算.通過牛頓第二定律F=ma以及三角函數(shù)之間的關(guān)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(jìn)行分析的過程，提高了解題效率及質(zhì)量，但是在實際解題過程中整體法還具有一定的局限性，應(yīng)引起我們的注意.

例2 如圖1所示，某帶電+q電荷量、質(zhì)量為m的小球a通過絕緣線與帶-q電荷量、質(zhì)量為m的b球串聯(lián)起來，并將相互連接的a、b球與房頂相連，已知空間內(nèi)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(jìn)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(jìn)行錯誤的受力分析結(jié)論，最終得出A選項.然而，據(jù)題目可知，a球與b球之間存在帶電量方面的差異，假設(shè)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(xiàn)在夾角度數(shù)的不同，而此時應(yīng)將夾角看做一個整體，通過對比選項中夾角的大小關(guān)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(yīng)通過整體法對物體受力進(jìn)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(xué)習(xí)過程中，我們可以通過應(yīng)用整體法來提高解題效率及解體質(zhì)量，在一定條件下將某系統(tǒng)存在關(guān)聯(lián)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(zhǔn)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(yīng)先確定好個體之間的受力關(guān)系，然后再利用整體法進(jìn)行解題以保證解題法解題的準(zhǔn)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(xué)，高中在讀.

閆久毅]