探討整體法與隔離法在初中物理教學中的運用

夏榮芝

摘要：整體法與隔離法是分析物理問題的重要方法，對提高學生分析能力以及物理學習成績具有重要促進意義。初中物理教學中，應做好教學內容研究，結合學生所學，為學生講解整體法和隔離法相關理論，并注重將整體法與隔離法滲透至解題教學中，不斷提高學生整體法與隔離法應用意識，促進學生解題能力與水平的進一步提升。

關鍵詞：初中物理;教學;整體法;隔離法;運用

中圖分類號：G633.7 ?文獻標識碼：A文章編號：1992-7711（2021）08-075

整體法是從宏觀角度分析物體受力情況與運動規律，可使學生從整體上把握物理情境。隔離法則是對物體受力情況與運動規律的具體化分析。整體法與隔離法具有統一性，應用于初中物理教學中，不僅有助于加深學生把握物理知識本質，而且可以很好地提高學生的解題能力，因此，為提高學生靈活運用整體法與隔離法解答物理習題的能力，應注重為學生講解其在解題中的具體應用。

一、用于分析滑塊受力

對滑塊的受力情況分析是初中物理各類測試常考問題。很多學生在進行受力分析時往往受到滑塊運動狀態的干擾不知如何下手，或者憑借自身的主觀臆斷進行判斷，出錯率較高。教學中應為提高學生解題正確率，為學生講解整體法與隔離法知識，使其認識到該方法可用于分析運動滑塊的受力情況，提高其整體法與隔離法在解題中的應用意識。一方面，結合教學內容以及自身授課經驗，優選經典例題，為學生認真剖析解題過程，使其把握整體法與隔離法應用時的注意事項，養成運用該種方法分析問題的習慣。另一方面，做好合理的教學安排，積極創設相關問題情境，對學生進行訓練，不斷提高學生整體法與隔離法應用熟練程度。

例1，如圖1所示，在木板M上放置兩個滑塊P和Q，F=10N，它們一起沿水平地面做勻速直線運動，設P、Q和M間的接觸面都是水平的，則（ ）

A.木板M所受地面的摩擦力大于10N

B.木板M受到地面的摩擦力小于10N

C.滑塊P所受的摩擦力等于10N

D滑塊Q所受的摩擦力等于10N

該題目看似復雜，但只要通過合理的分析方法，把握物體的受力情況，看其與自身的運動狀態是否相符。分析該題目時，先用整體法進行分析，因為三個物體一起做勻速直線運動且F=10N，則M會受到水平向左大小為10N的摩擦力。而后使用隔離法分別對Q和P進行分析。因為Q受到的力F=10N，因此，其受到M對它水平向左大小為10N摩擦力。以P為研究對象可知，其不受摩擦力。綜上可知正確答案為D選項。

二、用于分析滑輪受力

滑輪是初中物理教學的重要知識點，相關習題情境靈活多變，其中對滑輪受力情況的分析，具有一定的技巧，難度較大，不少學生望而生畏。在日常訓練中解答相關習題的出錯率較高。為幫助學生樹立學習自信，使其更好的攻克這一學習的難點，在教學實踐中，一方面為學生深入講解定滑輪與動滑輪受力與繞線之間的關系，使學生熟練掌握定滑輪與動滑輪的受力特點，為正確運用整體法與隔離法進行滑輪受力分析做好鋪墊，可以使用多媒體技術幫助學生理解問題。另一方面，講解相關例題時給學生留下充足的思考、討論時間，引導學生嘗試著使用整體法與隔離法進行分析，使學生感受整體法與隔離法的具體應用過程，給其以后類似問題的解答帶來啟發。

例2，一工人體重為500N，使用如圖2所示的裝置將100N重的貨物運到高處。已知動滑輪重力為50N，筐的重力為130N。不考慮輪與軸、繩與滑輪間的摩擦力以及繩的重量。求人的拉力是多少時才能把東西調到高處？人對筐的壓力是多少？

該題目創設的情境較為抽象，很多學生因對滑輪的受力情況理解不深入，而不知如何作答。認真讀題，回顧所學的動滑輪知識可知，解題時先用整體法進行分析。整個系統的重力需要有人的拉力承擔。系統總的重力G=G人+G貨+G輪+G框=500N+100N+50N+130N=780N，而繞動滑輪的繩子共有三根，因此，人力的拉力F=13G=13×780N=260N。求人對筐的壓力，需要將人隔離開來，采用隔離法進行分析。人受到自身重力、筐的支持力，繩子拉力處于平衡狀態，即，滿足G人=N筐支持+F，代入解答N筐支持=G人-F=500N-260N=240N，由作用力和反作用力可知，人對筐的壓力為240N。

三、用于分析物體浮力

浮力是初中物理中較為抽象的知識點。為使學生徹底掌握、靈活應用所學知識，解答相關習題的能力，教學中應注重以下內容的落實：其一，為深化學生理解，講解計算浮力的相關公式時應引導學生運用現有知識儲備嘗試著推導浮力的計算公式，并給予學生推導過程的點撥，使學生知其然更知其所以然，真正的理解計算公式中各字母表達的含義，避免在解題中張冠李戴。其二，圍繞具體題目，在課堂上與學生一起采用整體法與隔離法進行分析，尤其通過與學生進行互動，引導學生自己找到正確的解題思路，加深對浮力知識的深層次理解與認識，進一步增強其解題的自信，使其在以后遇到類似的問題時，能夠透過現象看本質，高效地加以求解。

例3，如圖3使用細繩系一重為3N的石塊，浸入到盛水的底面積為50cm2的圓柱形容器中（容器重力不計）。容器原液面高10cm。浸入石塊后水面上升了2cm，但水并未從中溢出，g取10N/kg。石塊靜止時請問繩子受到的拉力為多大？細繩繃緊、石塊靜止時容器對水平地面的壓強是多少？

解答該題需要根據要求解的問題，選擇合理的研究對象，靈活運用整體法與隔離法。其中求解繩子受到的拉力需要以石塊為研究對象，即，采用隔離法分析。石塊受到自身重力G，拉力F拉、浮力F浮處于平衡狀態，滿足G=F拉+F浮，則F拉=G-F浮，而F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×2×50×10-6m3=1N，則F拉=G-F浮=3N-1N=2N。根據壓強計算公式：P=FS可知，需要知道系統的總重力，這就需要采用整體法進行分析。G水=1×103kg/m3×10N/kg×50×1010-6m3=5N，則F=G石+G水-F拉=3N+5N-2N=6N，則P=6N/5×10-3m3=1.2×103Pa。

四、用于分析磁體受力

初中物理部分習題創設的情境涉及到磁體。分析磁體受力情況時應認識到磁體的特殊性，即，同性磁極相互排斥，異性磁極相互吸引。很多學生在分析相關問題時，容易漏掉磁鐵之間的引力和斥力，導致解題的錯誤。為提高學生分析磁體受力相關問題的能力，一方面要求學生具體情況具體分析，應具備利用整體法與隔離法分析問題的意識，尤其為保證學生分析問題的正確性，應注重為學生示范運用整體法與隔離法分析磁體受力的具體過程。另一方面，要求學生做好解題思路的總結，牢固把握分析磁體受力的相關細節，尤其鼓勵學生相互交流相關的解題經驗，在認識到自身不足的同時，積極借鑒他人的優秀解題方法，不斷提高自身的解題能力。

例4，如4所示，兩個質量均為m的條形磁鐵A和B，將其豎直放置在水平面上。通過一個彈簧秤通過一根細線豎直向上的磁鐵A，若彈簧秤的讀數為mg，則B對A的支持力F1以及水平地面對B的支持力F2分別為（ ）

A.F1=0，F2=mg ? B.F1=mg，F2=0

C.F1>0，F20，F2=mg

題目涉及的兩個物體較為特殊，即，條形磁鐵不同磁極間可以產生吸引的作用。分析水平地面對地的支持力F2時，可將兩個條形磁鐵看作一個整體，對其進行受力分析可知，其受到向下的重力2mg，彈簧秤對其向上的拉力mg，地面對其向上的支持力F2，三個力平衡，滿足mg+F2=2mg，則F2=mg。分析B對A的支持力時，需要將A、B隔離開來。以A為研究對象，對其進行受力分析。其受到自身的向下的重力mg，B對其向下的吸引力F吸，B對其向上的支持力F1，彈簧秤對其向上的拉力mg，四個力平衡，滿足mg+F吸=mg+F1，即，F吸=F1>0，綜上分析，選擇D項。

綜上所述，初中物理習題靈活多變，為提高學生的學習能力，應注重為學生講解相關的解題方法，尤其應結合自身教學經驗以及學生的學習實際，為學生灌輸整體法與隔離法相關知識。同時，為使學生能夠靈活整體法與隔離法解答初中物理問題，教學中應做好受力分析基礎知識的講解，使學生切實夯實基礎。另外，還應優選經典例題，為學生講解整體法與隔離法的具體應用，使學生掌握該種方法的應用技巧，使其在以后的解題中能夠靈活應用，舉一反三。

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（作者單位：安徽省廬江第四中學，安徽 廬江 231500）