試析高中物理力學解題中整體法的運用

楊帆

【摘要】高中物理教學中力學的有關問題，一直都是教學重點和學習的難點，很多學生反映力學是一門比較難懂、難解的問題。力學作為物理學的基礎環節，對學生的日后學習有著重要影響，只有將力學問題研究透徹才能為日后的研究物理學問題做好鋪墊。整體法的教學應用為力學問題提供了很好的思路角度，它繞開了很多復雜受力過程和受力分析，可以將問題簡單化，為學生的學習和考試提供了很好的路徑。基于此，從學生的實際情況出發，對整體法進行分析，探討高中物理力學解題中整體法的運用策略。

【關鍵詞】高中物理 力學解題 整體法 運用策略

整體法顧名思義是針對于物理問題進行整體性分析和研究，既是站在宏觀的角度觀察物理運動和變化的軌跡，也是從局部問題到整體原理的解題思路過程，整體法的運用對于力學問題有著重要作用，可以幫助學生看懂物理受力的整體情況和過程，甚至可以幫助學生簡化計算過程，掌握力學規律，面對復雜的力學問題，為學生提供在看待力學問題時更多的靈活的角度，所以說整體法的運用對于力學學習和積累經驗都有著非常重要的意義。要想在力學問題上運用好整體法，就首先要了解整體法的內涵和重要性。

一、整體法的基本概述及重要性

（一）整體法的基本概述

整體法是物理學中具有獨特視角的解題方法，在傳統的力學教學中要首先針對受力進行分析，然后將力進行分解研究，而整體法顛覆了這樣的解題過程和思路，以全新的視角觀察物體的受力情況。整體法將有關聯的物體看成是一個整體，然后對“整體”進行受力分析，這樣的解題方法能夠避免中間環節的推算，讓復雜性的力學問題有著“化繁為簡”的效果。整體法具有將問題簡單化的效果，避免學生在分析問題上花費時間和精力，將力學問題以嶄新的視角觀察呈獻，不再拘泥于傳統解題思路，讓學生看待問題更加宏觀，特別適用于力學問題中直接要求結果的試題，整體法對于學生來講，可以提升做題的效率，減少中間環節推算過程的失誤。

（二）整體法在教學中的重要性

力學一直是物理教學中的重點，在高考中力學占有著較大的比重，特別是理工科的學生，在今后的學習中力學還是高等物理中的基礎學科，所以說學好力學對于學生的成績有著很大的影響。力學的研究和學習是一個比較抽象的問題，但是它在生活中還隨處可見，與我們的生活也息息相關。眾所周知，力學的研究經常是要分析各種受力點和受力方向，針對于多個受力點和多個受力方向的復雜性問題，逐個分析“力”會將問題更加復雜化。整體法的出現就是將復雜問題簡單化，有效回避了“力的分解”，從“俯視的角度”看待問題，讓學生從繁重的分析中解脫出來，同時在考試過程中，也為學生節省了很多答題時間。

（三）整體法在力學問題中的應用思路

整體法是力學中的獨特解題方法，它體現了從局部問題到整體視角的觀察方法，不再拘泥于局部問題的分析，而是將一個物體或者幾個物體看成一個“整體”，體現了全局性的解題思路。一般情況下，整體法的應用思路首先要明確所分析物體的整體系統以及運動軌跡，根據整體的運動過程和變化，對物體的受力和運動過程進行簡單的繪圖，可以從圖中看出來物體的運動全過程，然后根據已知條件和物理定式進行融合，尋找未知條件和答案。整體法的應用思路說明，它適合于整體性的力學分析，而不適合對于物體內部力的分析，物體的全過程運動適用于整體法，但對于物體的階段性運動并不適合于整體法。同時需要注意的是，在運用整體法過程中，要充分考慮到物體所處的環境，以及多少種力作用在物體上，明確力的作用點等因素。

二、整體法在高中物理力學解題中的運用

（一）在受力問題上的運用方法

力學問題首先是觀察物體受力方式，一般的教學過程中首要問題是對一個物體的受力進行分析，物體的運動和變化都伴隨著受力過程，這個過程中物體可能受到多種力的共同作用，力的方向不同會對物體的運動產生不同的影響，如果將物體所受的力逐個進行分解，那么會衍生出更多的問題，讓解題思路更加復雜化。整體法的運用就是將物體所受到的力看成為一個整體，只考慮物體和力兩個方面的因素。例如，我們將一個質量為20千克的物體A放置在一個水平平面上，當平面傾斜到45°的時候，由一根繩索連接物體A和另一端的物體B，在水平面的頂部有一個滑輪作為連接點，在不考慮摩擦力的情況下，兩個物體達到平衡狀態的時候物體B的質量為多少，可以根據牛頓定律計算出答案;如果物體A勻速下滑的速度是1米/秒，那么需要學生將物體A和滑輪看成一個整體來推出物體B的質量，解題過程就可以簡化為只要分析物體在豎向受力情況即可。

（二）在受力過程中的運用方法

物體的受力過程一直都是物理學中的難點，學生在很多物理力學問題上，都要分析物體的受力過程，一旦受力過程分析不準確就會造成解題思路的錯誤。所以我們要將整體法更多的運用到受力過程分析中，簡化物理力學的受力過程，而不是分解受力過程，讓簡化的思路運用到解題中，可以幫助學生避免受力過程的分析錯誤。例如，我們從高處把一個物體釋放，讓物體在不接受其他外力的情況下自由下落，然后物體會直接接觸地面，假設沒有損傷的情況下，物體會向上反彈，同時給出了物體質量、高處釋放高度、反彈時物體的高度以及物體反彈時間，基于以上條件求物體在和地面接觸時所產生的平均作用力。我們從題中可以知道物體下落過程是在做自由物體運動，只受到了重力作用，我們可以將物體的整個運動和受力過程看作是一個整體，不需要考慮物體的反彈情況，所以就很容易推導出它對地面造成的平均作用力是多少。

（三）整體法和隔離法的綜合運用

物理學中很多力學問題都不能簡單的運用整體法，對于一些復雜的問題，物體的受力情況也相對復雜，此時我們就要將整體法和隔離法進行綜合性地運用，將一個物體的運動和受力過程進行有效“隔離”，在隔離的部分內進行整體法的分析。例如，我們假設一根木棍上串有三個質量相同的物體，分別是甲、乙、丙，整個木棍圍繞著一端進行圓周運動，這端是丁點，與丁點相鄰的是甲點，遠端是乙點。當我們得知甲丁的距離等于甲乙之間的距離，也等于乙丙之間的距離，當物體甲受到甲丁段的拉力為F1，物體乙受到甲乙段的拉力為F2，物體丙受到的乙丁段的拉力為F3，那么這三段拉力的大小順序是什么。這個問題中我們不能直接運用整體法，也不能將這個木棍看成是整體，而是需要分別將木棍按照物體甲、乙、丙進行分段隔離，隔離后將每一段運用整體法分析，就可以得出F1>F2>F3的結論，同時也可以根據木棍的受力特點和受力點計算出F1∶F2∶F3=6∶5∶3。

綜上所述，整體法是高中物理教學中的重要解題方法，它讓力學系統更加明確，分析物體運動的全過程，對于高中力學中平衡性的問題有著較好的教學思路。在實際教學過程中，我們要拓展思路、打開視角，尤其對于復雜性的力學問題，要充分利用整體法進行分析，同時要注重整體法和其他方法的綜合性運用，讓學生發揮想象力，拓展思維方式，在平時的解題練習中增加整體法的運用頻率，幫助學生化繁為簡，提高學生的做題效率，為學生今后的力學學習奠定良好的基礎，也為學生的考試拓展高效的解題思路。

參考文獻：

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