高中物理力學解題中整體法運用分析

唐忠

【摘要】本文對整體法在高中物理力學解題中運用優勢進行分析，并結合物體平衡問題、連接體問題等力學題目闡述整體法在高中物理力學解題的具體運用，以期充分發揮整體法的作用和解題優勢，提升解題效率.

【關鍵詞】高中物理；力學；解題技巧

物理是一門具有較強邏輯性、抽象性的學科，涉及諸多理論概念.力學解題是高中物理教學過程中的關鍵環節，將整體法運用于物理力學解題中，能幫助學生簡化力學問題求解過程，使學生能夠更好地理解各種力學題型所涉及的知識點，以提升高中物理教學效率和質量.整體法如何在高中物理力學解題中有效運用，是目前各位物理教師需要考慮的問題.

1 整體法在高中物理力學解題中運用優勢分析

整體法運用于高中物理力學解題中，能夠簡化物體受力分析過程，引導學生從整體視角分析物理受力情況，實現短時間內快速確定題目中關鍵整體的受力情況，提升解題效率.相較于常規解題方法，整體法的運用可以讓學生打破固定思維束縛，學會從多維度思考與分析力學問題，拓寬解題思路，使學生在解題過程中逐漸提升自身解題能力，又能強化學生對力學知識的理解和運用，進一步提升高中物理課堂教學效率和質量.

2 高中物理力學解題中整體法具體運用策略

2.1 基于整體法運用，求解物體平衡問題

分析物體在平衡狀態下的受力情況是高中物理教學過程中的重點內容，同時作為高考物理中較為常見的試題類型，對學生邏輯思維能力、解題能力有著較高要求.

例1 將兩個質量均為m的A球與B球利用輕桿進行連接，呈傾斜連接狀態，此時A球與B球處于平衡狀態.其中墻面上部為A球，地面為B球.如圖1所示.墻面光滑且平整，因此在后續解題過程中可以不考慮作用力影響，但地面粗糙.將A球向上緩慢移動一小段距離，分析地面對B球的支持力以及輕桿上所存在壓力的變化情況.

解析 運用整體法解答上述物體平衡問題，解題過程如下：

（1）地面對B球的支持力是分析重點，在分析過程中，將A球、B球及輕桿視作一個整體，此時地面為B球提供的支持力，即為該整體的重力，平衡前后狀態地面為B球提供的支持力均為2mg.兩球移動后，仍處于平衡狀態，支持力不變.

（2）根據上述題目中支持力的根本性質，再運用整體法對目標力變化情況進行分析，改變原有對整體內部相互作用力進行分析的思路，提升解題效率.

（3）運用隔離法分析A球.輕桿對A球的作用力等于輕桿上受到的壓力，設輕桿對A球的作用力F與豎直方向的夾角為θ，則得：Fcosθ=mg，得知當A球向上移動一段距離，夾角θ減小，cosθ變大，即可了解輕桿上所存在壓力的變化情況.

2.2 基于整體法運用，求解連接體問題

連接體問題分析與解答，需要學生分析研究多個對象，且存在較為復雜的相互作用力，學生具備清晰的解題思路以及選擇合適的解題方法，可起到事半功倍的效果.基于整體法運用，求解連接體問題，有利于減少該類力學問題解答過程中的分析研究對象，以做到針對性分析.如分析處于相同運動狀態下的對象，運用整體法求解即可.

例2 如圖2所示，在兩塊相同的豎直木板間夾有質量均為m的四塊相同磚塊，用大小相同的水平力F壓木板，使得磚塊靜止不動.分析磚塊2對磚塊，3摩擦力的大小.

解析 運用整體法解答連接體問題，解題過程如下：

（1）將圖2中1，2，3，4磚塊視作一個整體，設兩個相等的豎直向上的摩擦力為F，

根據平衡條件得：2f=4mg，

即f=2mg.

（2）分析2，3號磚的摩擦力，設摩擦力為f，

此時將1，2號磚視為一個整體，

則f+f=2mg，

即f=0.

2.3 基于整體法運用，求解物體運動問題

獨立個體與多個物體的多段運動是較常見的物體運動題目類型，求解該類型力學題目，需要學生分析其復雜的運動情況.結合相關例題，并運用整體法，引導學生對物體多過程運動進行針對性分析，既能鍛煉學生思維能力，又能幫助學生準確把握解題方向.

例3 在光滑水平面上放置一塊木板（木板質量為M=4kg），將一個銅塊（銅塊質量m=2kg）放置在木板右側，現使銅塊在木板上水平向左以某一速度v運動，與木板左側彈簧相接觸后并彈回至原有位置，如圖3所示.分析木板上銅塊與彈簧相接觸時，所產生的彈性勢能最大值（E）.

解析 運用整體法解答物體運動題，解題過程如下：

（1）運用整體法確定上述題目中的守恒關系，并列出相應等式，對其關鍵速度進行求解.mv=M+mv；

（2）將木板、銅塊、彈簧視作一個整體，此時該系統的動量為守恒.當銅塊與彈簧共速時，彈簧達到最大壓縮狀態，

則（M+m）v=v（M+m）=mv；

（3）獲得v，v數值，依據機械能損失計算彈性勢能最的大值.

3 結語

綜上所述，基于整體法在高中物理力學解題中合理運用，幫助學生簡化物力受力分析過程，準確把握物理力學解題關鍵要點，學會從宏觀視角求解各種力學問題，該過程不僅能夠鍛煉學生思維能力，又能拓寬學生解題思路，強化力學方面物理知識理解和掌握，實現綜合提升學生物理學科核心素養.

參考文獻：

[1]馬向京.整體法在高中物理力學解題中的應用[J].數理化解題研究，2022（25）：107-109.

[2]鄒小平.高中物理力學解題中整體法的應用分析[J].中學課程輔導，2022（04）：90-92.