妙用“整體法與隔離法”解物理中考題

鄭宇

摘 要：物質的運動和相互作用相關知識是中考的難點，2019年江蘇省多市的中考題中均出現了相關考題。如果學生能靈活應用“整體法與隔離法”解題，則難度大大降低。教師如果能在平時的課堂上滲透整體法與隔離法的教學，將會大大提升學生正確解答中考題的能力。

關鍵詞：物理中考;整體法與隔離法;滲透

中圖分類號：G633.7????????? 文獻標識碼：A???? 文章編號：1992-7711（2020）15-087-1

“整體法與隔離法”是中學物理力學的一種解題方法，靈活運用這種方法，能提高學生解決問題的能力，能使一些中考題變繁為易，還能有效進行初高中銜接。

一、“整體法與隔離法”的基本思路與解題步驟

1.“整體法與隔離法”的基本思路。

整體法的基本思路：將幾個具有相同運動狀態的物體作為研究對象，忽略各物體之間的相互作用力，只考慮整體受到的其他物體施加的力，這樣可以使系統的受力簡化，易于根據整體的運動狀態進行受力分析。

隔離法的基本思路：將其中某個物體作為研究對象，考慮其受到的所有力，通常按照重力、彈力、其他力（比如電磁力等）、摩擦力的順序進行受力分析。在物體的運動狀態明確時，能夠清晰地根據這個物體的運動狀態求出該物理所受的各個力之間的大小關系。

兩種方法各有優勢，結合起來運用，可以解決力學中很多疑難問題，變繁為易，易于解決問題[1]。

2.“整體法與隔離法”的解題步驟。

（1）選取整體或者單個物體進行受力分析，對應兩類問題：先整體分析，再隔離某個物體進行受力分析;或者先隔離某個物體（通常是受力較簡單的那個物體）分析，再整體進行受力分析。

（2）結合物體的運動狀態列出運動方程，求解未知力。

二、2019年江蘇省鎮江市和蘇州市相關考題及“整體法與隔離法”解法

1.鎮江卷第11題：如圖所示，無人機水平飛行過程中，機上懸掛小球的細線向左偏，且小球與無人機保持相對靜止，不計空氣阻力，則在飛行過程中（? ）

A.無人機一定是向右飛行的

B.小球的運動狀態保持不變

C.小球的機械能可能減小

D.若剪斷細線，小球將向左下方運動

解法：隔離小球，進行受力分析，小球受到兩個力：重力和細線的拉力，由于細線向左偏，可知這兩個力是非平衡力，小球處于非平衡狀態，小球的運動狀態是變化的，排除B選項。此時小球對應有兩種運動情況：小球向右加速或者向左減速，小球的機械能可能增加或者減小，排除C選項。若剪斷細線，可知小球將向右下或者左下方運動，排除D選項。對小球和無人機整體分析，由小球的運動情況可知無人機的運動情況：向右加速或者向左減速，排除A選項。可知正確答案：C。

2.蘇州卷第21題：如圖所示，一氫氣球用細繩系在玩具車上，靜置于廣場的光滑水平地面上，當有勻速的風沿水平方向向右吹來，氣球和玩具車在風力作用下向前運動，說明力能改變物體的??? ;玩具車在向右運動的過程中??? （選填“可能”或“不可能”）被風吹離地面;一段時間后玩具車勻速前進，此時細繩??? （選填“向左傾斜”、“向右傾斜”或“保持豎直”）。

解法：對氫氣球和小車整體受力分析，沒有風時，氫氣球和小車整體受到重力、地面的支持力和浮力，三力平衡。因為風力水平向右，不影響豎直方向的三個力，所以在豎直方向上，整體仍然平衡，可知支持力的大小不變，即小車不可能被風吹離地面。一段時間后，玩具車勻速前進，隔離玩具車進行受力分析，可知玩具車在水平方向不受力，豎直方向上地面對玩具車的支持力，繩子拉力和玩具車的重力三力平衡，所以細線必定保持豎直。

答案：運動狀態，不可能，保持豎直。

以上題目，均作為壓軸小題出現，有一定的難度，正確使用“整體法與隔離法”可較為簡單地得到正確答案。

三、在教學中滲透“整體法與隔離法”的教學

1.在力與運動中的滲透。

蘇科版八下物理書，第60頁圖8-39可以用整體法來進行講解，手握玻璃杯，玻璃杯不掉下來，原因是玻璃杯受到手的靜摩擦力，這個力的大小能知道嗎？把杯子和水看成一個整體受力分析，答案很明顯，整體受到整體的重力和手對杯子的靜摩擦力的作用，它們是一對平衡力，靜摩擦力的大小等于杯子和水的總重力。

2.在壓強與浮力中的滲透。

蘇科版八下物理書，第86頁“活動：估測大氣壓的值”，實驗中當注射器中的活塞開始滑動時，記錄彈簧測力計的示數，此時用隔離法選取活塞作為受力物體，對活塞進行受力分析，活塞受到拉力和大氣壓力兩個力的作用（不計活塞和筒壁之間的摩擦力），即可知道活塞受到的拉力和大氣壓力是一對平衡力，因此兩者大小相等。

3.在簡單機械中的滲透。

蘇科版九上物理書，“探究動滑輪的特點”，實驗中彈簧測力計的示數近似等于鉤碼和動滑輪總重力的一半。把動滑輪和鉤碼看成整體，整體受到總重力和繩子的拉力，所以彈簧測力計的示數近似等于鉤碼和動滑輪總重力的一半。

總之，使用整體法可以從整體分析力，進而忽略物體之間的互相作用力，學生更容易分析清楚物體受力與運動的關系。而隔離法可以分析某物體的受力，便于得知某個力的大小。靈活運用整體法與隔離法解題，可以豐富學生的思維層次，培養學生物理建模能力[2]，提高學生解決問題的能力，更好地進行初高中銜接。

[參考文獻]

[1]馬潤伍.隔離法在高中物理解題中的應用[J].中學生數理化，2019（12）.

[2]劉巖華.例談模型建構在物理“中考”中的應用[J].物理教學，2019（14）.

（作者單位：蘇州市吳江區笠澤實驗初級中學，江蘇 蘇州215200）