高中物理力學解題中整體法的運用

摘 要：力學是非常重要的物理知識，而且復雜度和難度較高。學生如果不能選用恰當的思路，力學分析過程就會混亂而繁雜，無法高效地解決力學題目。所以，力學題型主要考查學生的思維力。這就要求學生必須以開放和靈活的思路來分析力學問題，整體法是最為基本的方法，在很多力學題型中都能運用。

關鍵詞：高中物理;力學解題;整體法;應用過程

中圖分類號：G427? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2095-624X（2019）42-0052-02

引? ?言

整體法是分析力學題目的重要思路，能夠簡化受力分析的過程，降低題目的復雜度，同時也能解放學生的思維，強化物理思維的靈活性與整體性。本文概述了整體法的內涵及在力學題目中的應用價值，分析了具體的應用情況，并就如何強化整體法的運用效果提出了建議。

一、整體法及其運用價值

1.整體法

這是處理物理問題的關鍵思路之一，在解題中需要關注整體性，將數個受力體看作整體性的存在，在分析物理受力情況時，只需要考慮這一整體所受的作用力，忽略物體之間的內力情況。在整體性的思路中，分析問題的對象是物體系統，需要對該物體系統和其受力的全過程展開分析，在這樣的解題思路中，簡化了物體的受力情況，能夠抓住物理題目中的關鍵點，實現高效率的分析和解題過程。

2.重要性分析

在高中物理學科中，力學是非常關鍵的知識內容，在各類考試中都會有力學問題，為了高效、正確地完成力學題目，就需要快速地完成力學分析的過程，也就是分析物體的受力現象。部分學生的慣性思維是先將各個物體所涉及的作用力標示出來，然后再展開復雜的探究過程，這樣的解題思路會將題目復雜化，而且無法捕捉到有價值的題目信息，不適用于力學題目的解決[1]。

整體性的思路能夠精簡繁雜的分析過程，忽視無效的題目信息，只關注對解題有利的信息，能夠降低思維過程的復雜度，用最高效、最方便的思路得到答案。在簡化的解題思路中，學生的固有思維模式被打破，思維的開放性和靈活性得到提升，逐漸形成多元的思維模式。

二、整體法的實際運用

1.解題步驟

在運用整體法時，必須關注題目的信息和要求，利用以下步驟來分析和解決力學題目：一是準確理解力學題目的表述，能夠明確實際研究的系統以及物體運動的全過程，為題目解決奠定基礎;二是發揮空間想象力，準確繪制題目所表達的受力圖像，將運動和受力的情況呈現出來，然后明確題目的關鍵信息，從問題入手來確定受力整體;三是找尋相關物理量之間的關聯，確定適宜的物理公式，然后將其整體性地代入，簡化對受力情況復雜的分析過程，快速獲知力學題目的答案。

2.物體平衡題型

這是整體性思維在力學題目中的主要應用方向，因為平衡問題是力學教學和考試中的關鍵部分，該類題目能夠考查學生的力學分析能力。這類題目包含兩種題型：一種是單獨物體的平衡，這類題型往往容易分析和解答;另一種是連接體的平衡，這類題型往往需要借助整體法來解答。

例如，在某道題目中，有兩條同等長度的鎖鏈AB和CB，兩條鎖鏈合力吊著某一重物，鎖鏈都處于靜止狀態，而且這兩條鎖鏈的水平夾角是相同的，都為60°，在這樣的狀態中，如果AB鎖鏈的水平夾角始終不變，只是將CB鎖鏈進行水平移動，其拉力會如何變動？

這時就可以利用整體性思維來分析，也就是借助整體法來處理受力情況，將兩條鎖鏈當成整體，繪出受力所形成的四邊形，從繪出的圖像就能夠看出CB鎖鏈的拉力情況，即呈現出先減小后增大的趨勢。在該題目的處理中，最為核心的思路就是將兩條鎖鏈當成整體，但是題目中也有一定的干擾信息，部分學生可能會糾結于夾角的問題，這其實屬于無效條件，教師在帶領學生分析題目時，不僅要關注問題的答案，更要關注學生的思維過程，幫助學生調整思維，借助作用力間的關系來解題，發揮整體法在力學分析中的優勢。

3.物體相互作用的題型

這是力學題目中經常考查的內容，其中包括了很多關于作用力的因素，如共點力的平衡和摩擦力等，這類題目是常見的力學題目。

例如，有兩個木塊處于水平方向上，木塊A的質量為m，而木塊B的質量為M，用同一條繩索將木塊連接起來，然后借助水平方向的拉力F實現加速運動的過程，求解繩索在木塊間的張力。

對于該題目，整體法是最佳的分析思路，也就是將木塊看成整體，不再區分木塊A與B的受力情況，然后借助相關公式算出的拉力為（M+m）a，再繼續探究A的受力情況，最終推導出Fm和（M+m）的比值也就是繩索在木塊間的張力情況。

在該題目中，關鍵是要視兩個木塊為整體，然后繪制出題目所描述的圖例，要摒棄物體間的內力，簡化力學分析環節，縮小題目的復雜度，提高解題效率和正確性。

三、高效運用整體法的要點

1.重視整體思維的養成

解題思路上的缺陷反映出學生對整體法的理解并不到位，為了強化整體性思維在力學分析中的應用，就需要強化學生的整體性思維，這是運用整體法的前提。一是關注力學知識的歸納，這可以發揮思維導圖的作用，構建關于物理力學的知識系統，讓學生掌握力學知識的推導過程和相互之間的關系，提升物理思維層面的全局觀和整體意識。二是重視總結力學題型，除了上述兩種外，在解決關于物體運動的題型時也能使用整體法，學生在總結題型規律和持續練習中，就會逐漸深化整體思維。

2.重視對空間想象力的培養

部分力學題目并不會提供圖例，要想使用整體法，就要先理解題目并且繪制力學圖例，這是很多學生容易出現錯誤的環節，基本都是源于空間想象力不足。所以，為了強化整體法的科學運用，教師就必須開發學生的物理思維，其中就包括空間想象力。首先，教師要引導學生想象物體運行和受力的全過程，逐漸提升學生空間想象的準確性，豐富學生的情景化思維;其次，要重視物理繪圖，將其與空間想象力的培養相結合，除了繪制受力圖之外，也要繪制題目所陳述的情景圖，在整體把握的基礎上再進行受力分析，實現解題過程中的思維轉化，為整體法的運用創設條件。

結 語

綜上所述，整體法是創新化的解題思路，對精簡分析過程和提升解題效率非常有益，其在力學題目中的運用較廣，很多力學題型都可以借由整體性思維來處理，抓住題目內容和問題的關鍵所在，避免煩瑣的分析過程，快速解答力學題目。針對學生在整體法運用中的問題，教師也需要從整體性思維的養成以及空間想象力的發展這兩個維度加以重視，強化學生的物理思維，使學生在分析力學問題時形成全局意識，進而保障高效地解決力學題目。

[參考文獻]

譚張杰.淺談高中物理力學解題中整體法的運用[J].農家參謀，2017（23）：154.

作者簡介：王成銳（1973.12—），男，甘肅慶陽人，本科學歷，一級教師，優秀教師。