淺談物理整體法與隔離法

李洪

摘 要 隔離法和整體法看上去相互對立，但兩者在本質上是統一的，因為將幾個物體看作一個整體之后，還是要將它們與周圍的環境隔離開來的。一般問題的求解中，隨著研究對象的轉化，往往兩種方法交叉運用，相輔相成。所以，兩種方法的取舍，并無絕對的界限，必須具體分析，靈活運用。無論哪種方法均以盡可能避免或減少非待求量（即中間未知量的出現，如非待求的力，非待求的中間狀態或過程等）的出現為原則。

關鍵詞 高中物理；整體法；隔離法；物理教學

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2018）02-0066-01

一、整體法與隔離法的區別

1.隔離法

隔離法是將研究對象從其周圍的環境中隔離出來單獨進行研究，這個研究對象可以是一個物體，也可以是物體的一個部分，廣義的隔離法還包括將一個物理過程從其全過程中隔離出來。

（1）隔離法是指對物理問題中的單個物體或單個過程進行分析、研究的方法。在力學中，就是把要分析的物體從相關的物體體系中隔離出來，作為研究對象，只分析該研究對象以外的物體對該對象的作用力，不考慮研究對象對其他物體的作用力。

（2）運用隔離法解題的基本步驟：

①明確研究對象或過程、狀態，選擇隔離對象。選擇原則是：一要包含待求量，二是所選隔離對象和所列方程數盡可能少。②將研究對象從系統中隔離出來；或將研究的某狀態、某過程從運動的全過程中隔離出來。③對隔離出的研究對象、過程、狀態分析研究，畫出某狀態下的受力圖或某階段的運動過程示意圖。④尋找未知量與已知量之間的關系，選擇適當的物理規律列方程求解。

2.整體法

整體法是將幾個物體看作一個整體，或將看上去具有明顯不同性質和特點的幾個物理過程作為一個整體過程來處理。

（1）整體法是指對物理問題中的整個系統或整個過程進行分析、研究的方法。在力學中，就是把幾個物體視為一個整體，作為研究對象，受力分析時，只分析這一整體對象之外的物體對整體的作用力（外力），不考慮整體內部之間的相互作用力（內力）。

（2）運用整體法解題的基本步驟：

①明確研究的系統或運動的全過程。②畫出系統的受力圖和運動全過程的示意圖。③尋找未知量與已知量之間的關系，選擇適當的物理規律列方程求解。

整體法的思維特點：整體法是從局部到全局的思維過程，是系統論中的整體原理在物理中的應用。

整體法的優點：通過整體法分析物理問題，可以弄清系統的整體受力情況和全過程的受力情況，從整體上揭示事物的本質和變體規律，從而避開了中間環節的繁瑣推算，能夠靈活地解決問題。通常在分析外力對系統的作用時，用整體法。

二、應用條件

準確地講，隔離法與整體法，不受倆物體的運動狀態制約，加速度相等與否無關。

三、研究對象的選取

擇研究對象是解決物理問題的首要環節。在很多物理問題中，研究對象的選擇方案是多樣的，研究對象的選取方法不同會影響求解的繁簡程度。合理選擇研究對象會使問題簡化，反之，會使問題復雜化，甚至使問題無法解決。隔離法與整體法都是物理解題的基本方法。

1.對象的選取要以題中條件與所求解的問題靈活處理。一般有先整體后隔離，先隔離后整體，二者結合使用。

2.隔離對象的選取一般有如下原則：①狀態明確，速度加速度已知或運動規律清晰。②受力簡單，受力越少越好，越容易計算，③方程多的物體，如與圓周運動，彈簧有關的問題。④受力具體的。

四、整體隔離法的前提

整體法求加速度，隔離法求相互作用力。靜力學整體法：把平衡系統看作整體，在整體上研究，不考慮內力，只考慮外力對系統的作用力，然后隔離法研究單個物體，在整體法上得出的受力情況對隔離法同樣適用！比如，在靜力學中，往往判斷水平地面幾個磚塊之間靜止所滿足的外力條件。這個時候，就把整個系統（全部磚塊）看做一個系統，外力和摩擦力平衡，求出摩擦力，然后隔離求每個磚塊的相互作用力。嚴格說不正確，但作為初學者，學靜力學和牛頓力學就要看做一個狀態處理，實質上，后面的功能關系，動量就要額外處理。

五、運用整體法與隔離法的注意事項

1.解答問題時，絕不能把整體法和隔離法對立起來，而應該把這兩種方法結合起來，從具體問題的實際情況出發，靈活選取研究對象，恰當選擇使用隔離法和整體法。

2.在選用整體法和隔離法時可依據所求的力，若所求的力為外力則運用整體法；若所求的力為內力則用隔離法.但在具體應用時，絕大多數的題目要求兩種方法結合應用，且應用順序也較為固定，即求外力時，先隔離后整體；求內力時，先整體后隔離，先整體或先隔離的目的都是為了求解共同的加速度.

3.對于連結體問題，通常用隔離法，但有時也可采用整體法。如果能夠運用整體法，我們應該優先采用整體法，這樣涉及的研究對象少，未知量少，方程少，求解簡便；不計物體間相互作用的內力，或物體系內的物體的運動狀態相同，一般首先考慮整體法。對于大多數動力學問題，單純采用整體法并不一定能解決，通常采用整體法與隔離法相結合的方法。

4.當只涉及研究系統而不涉及系統內某些物體的力和運動時（即不考慮內力作用），可整體分析對象；當只涉及研究運動的全過程而不涉及研究某段運動時，可整體分析運動過程；當運用適用于系統的物理規律解題時，可整體分析對象和整體分析運動過程的初末態；不僅適用于系統內各物體保持相對靜止或勻速直線運動的狀態，而且也適用于某些各物體間有相對加速度的情況。

這兩種方法廣泛地應用在受力分析、動量定理、動量守恒、動能定理、機械能守恒等問題中。

參考文獻：

[1]武靈萍.淺談隔離法與整體法的整合[N].山西科技報，2002.