淺談高中物理力學(xué)教學(xué)中整體法的運(yùn)用

向兵

（重慶市黔江新華中學(xué)，重慶 409000）

力學(xué)是高中物理課程中至關(guān)重要的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，在力學(xué)的課程教學(xué)中，力學(xué)相關(guān)的問(wèn)題數(shù)量較多，且很多問(wèn)題都比較復(fù)雜，學(xué)生在遇到這類(lèi)復(fù)雜的題型時(shí)如果解題思路不清晰，不僅會(huì)增加解題的難度，還容易解錯(cuò)題。基于此，本文對(duì)整體法在高中物理力學(xué)解題中的應(yīng)用進(jìn)了分析，并對(duì)具體的應(yīng)用方法作出詳細(xì)闡述。

一、整體法的概述

力學(xué)是高中物理的重要組成部分，同時(shí)，力學(xué)也是物理學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)內(nèi)容以及最重要內(nèi)容。例如，很多的力學(xué)問(wèn)題，常常涉及物體受力情況的分析，整個(gè)解題過(guò)程對(duì)于學(xué)生而言分析難度較大，如果學(xué)生只從問(wèn)題的表面出發(fā)進(jìn)行分析，很容易就步入出題者的陷阱。在課堂中，教師通常會(huì)使用整體法來(lái)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析，與整體法一同出現(xiàn)的還有隔離法。這兩種方法的合作使用，為物理力學(xué)的解答提供了高效的解決方法。其中整體法的解題核心在于，把受力物理視為一個(gè)完整的個(gè)體，而把其中物體之間存在的所有作用力都看作系統(tǒng)的內(nèi)力。利用這種解題模式，解題者可以有效地簡(jiǎn)化解題的分析流程，從而提高解題效率。從宏觀角度來(lái)看，使用整體法進(jìn)行物理分析有利于對(duì)力學(xué)進(jìn)行整體性的把握，加深對(duì)于力學(xué)的理解程度。

二、整體法在力學(xué)解題當(dāng)中的重要作用

作為高中物理學(xué)習(xí)的第一課，力學(xué)是高中生物理學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。所以，力學(xué)知識(shí)的強(qiáng)化，是高中物理教師教學(xué)的重要內(nèi)容。教師在講解物理知識(shí)時(shí)，需要向?qū)W生詳細(xì)介紹物體受力的分析步驟，只有掌握了正確的分析方法，學(xué)生才可以順利地進(jìn)行物理問(wèn)題的解答。由此可見(jiàn)，掌握受力分析方法是物理解題的首要任務(wù)。而物體受力分析中有一個(gè)尤為重要的方法，即整體法。因?yàn)槭褂靡话愕姆治龇椒ǎ粌H容易忽略多物體受力的情況，而且增加很多的分析過(guò)程。所以，在面對(duì)力學(xué)問(wèn)題時(shí)，教師應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生在第一時(shí)間內(nèi)使用整體法進(jìn)行力學(xué)分析。

整個(gè)高中學(xué)習(xí)階段，學(xué)生遇到的適用于使用整體法對(duì)物體受力情況進(jìn)行分析的題型大致有以下幾種：一，兩個(gè)物體疊加在一起，發(fā)生形變或是力變；二，三個(gè)以及三個(gè)以上的物體疊加受力。當(dāng)學(xué)生遇到這種情況時(shí)，可以把這些受力物體看成一個(gè)整體，然后對(duì)施加在整體上的力進(jìn)行具體分析。以上的分析模式，可以有效簡(jiǎn)化學(xué)生的分析步驟，為學(xué)生的解題節(jié)省大量的分析時(shí)間，從而有效提高解題效率。另外整體法的使用還可以有助于學(xué)生形成解題的整體性思維，幫助學(xué)生樹(shù)立從宏觀角度解決問(wèn)題的意識(shí)。

三、整體法在求解力學(xué)問(wèn)題當(dāng)中的應(yīng)用

單一物體的受力情況對(duì)學(xué)生來(lái)講很容易分析，但是，多個(gè)物體進(jìn)行相互接觸，從而引發(fā)的受力變化并不是很容易分析出來(lái)。此時(shí)，學(xué)生們就可以采用整體法進(jìn)行分析。例如，一個(gè)直角形的小車(chē)靜止于水平桌面上，其質(zhì)量M=30kg，傾斜角度a=30°然后這個(gè)直角形的小車(chē)傾斜面之上放置一個(gè)A滑塊，其在小車(chē)頂端滑輪位置和B滑塊互相連接。已知A滑塊的質(zhì)量是15kg滑塊B的質(zhì)量是3kg，假設(shè)滑塊加速度是2.5m/s2同時(shí)保持著下滑狀態(tài)求小車(chē)受到的摩擦力。

針對(duì)以上問(wèn)題，滑塊在下滑中與小車(chē)斜面之間所產(chǎn)生的力，可以看作是系統(tǒng)的內(nèi)力，這一過(guò)程等同于把滑塊和小車(chē)視為一個(gè)整體。然后學(xué)生可以結(jié)合相關(guān)的定律來(lái)進(jìn)行問(wèn)題的解答，即利用牛頓第二定律：∑fx=m1 a1+m2 a2+m3 a3，經(jīng)過(guò)推理過(guò)后可以得出：f=mA acos30。∑fy=m1 a1 y+m2 a2 y+m3 a3 y，然后將具體數(shù)值帶入公式就可以算出問(wèn)題的答案。

四、整體法在相互作用題型中的應(yīng)用

高中物理課程中的相互作用主要包括了滑動(dòng)摩擦力、靜摩擦力，動(dòng)摩擦因數(shù)以及共點(diǎn)力等多種平衡因素，這類(lèi)題型應(yīng)用整體法解題的方法如下:

例如:“已知木塊1與木塊2，均處于同一個(gè)光滑水平面上，質(zhì)量分別以m和M表示，1、2之間由輕繩連接，受水平力F的作用，做加速運(yùn)動(dòng)，問(wèn)1、2木塊間的輕繩張力?”.

運(yùn)用整體法解該題，先分析出木塊1與木塊2整體的受力情況，依據(jù)牛頓第二定律，可知水平力F=(M+m)a，即a=F與(M+m)兩者的比值，之后單獨(dú)分析木塊1實(shí)際的受力情況，可知張力FT=Fm與(M+m)的比值，解題時(shí)，將木塊1與木塊2作一個(gè)整體，將相關(guān)的受力圖畫(huà)出來(lái)，忽略2個(gè)木塊間的作用力，這樣可減少分析環(huán)節(jié)，提高解題的正確率與解題效率.

結(jié)束語(yǔ)：綜上所述，在進(jìn)行高中物理教學(xué)時(shí)，高中物理教師要積極使用整體法對(duì)學(xué)生進(jìn)行物理力學(xué)問(wèn)題的分析和解答，培養(yǎng)學(xué)生使用整體法進(jìn)行解題的意識(shí)和習(xí)慣，同時(shí)整體法的特點(diǎn)非常適用于力學(xué)部分習(xí)題的解答，可以明顯簡(jiǎn)化學(xué)生的問(wèn)題分析流程，同時(shí)顯著提升學(xué)生的解題效率，并且有助于學(xué)生提高物理學(xué)習(xí)的積極性。