高中物理解題中整體法的應用探究

整體法是對物理問題的整個過程進行分析和研究的方式，在高中物理解題中被廣泛使用.整體法的使用范圍比較廣，可以解決很多類型的物理問題.高中物理教師需要結合問題開展訓練活動，加強整體法解題步驟講解，結合具體的問題，構建整體法利用機會，引導學生根據問題類型靈活利用，幫助學生掌握整體法應用方法，有效解決疑難問題，提高學生的解題水平.

1利用整體法，解答物理平衡問題

在高中物理解題中，平衡類問題是重要的題目類型，在解題時，需要準確選擇研究對象，對其受力情況做出準確分析，根據其中的平衡關系列方程.在分析研究對象時，可以采取整體法，分析題目已知條件，從整體上做出準確的受力分析，降低題目解答難度，提高學生解題效率和質量1].

例1如圖1所示，人的質量為 Ψ_m ，車的質量為M ，人使用水平力 F 拉繩子，圖中繩子的兩端均處在水平方向，滑輪質量和摩擦力忽略不計，如果人和車保持相對靜止狀態，水平地面是光滑的，那么車的加速度是多少？

解析此題是求解車的加速度，看似需要將車隔離出來，才可以完成求解.但是通過分析題目，發現人與車保持相對靜止，因此人與車的加速度是相同的，在解題時，可以利用整體法，將人和車看作整體，利用牛頓第二定律進行求解.將人和車作為整體進行研究，分析其受力情況，即整體受到重力、水平地面上支持力和兩條繩子的拉力，在豎直方向，重力和支持力平衡，水平方向繩子的拉力合力為 2F ，所以根據牛頓第二定律得出： 2F=（M+m）a ，求解得出

2利用整體法，解答連接體問題

在高中物理題目中，利用輕繩、輕桿彈簧等連接物體是一種常見的題目設置，連接體的整體和局部是統一的關系，在解題時，可以利用整體法，對其進行思考分析，明確參數關系，有效解決題目.

例2如圖2所示，物體 m₁，m₂ 在斜面上，兩個物體之間有一根輕繩連接，沿著斜坡的方向，施加一個沿斜面向上的恒力 F ，使得兩個物體沿著斜坡做勻加速直線運動.下面有關輕繩拉力的表達中正確的是

（A）拉力與斜面的傾斜角 θ 密切相關.（B）物體與斜面的動摩擦因素 μ 影響拉力.（C）拉力只和物體 m₁ 的質量存在關系.（D）假如沿著斜面向下施加恒力 F 拉連接體，那么輕繩拉力與傾斜角、動摩擦因素均沒有關系.

解析當沿著斜面向上施加恒力 F 拉連接體時，可以將兩個物體看作整體，利用加速度、牛頓第二定律等知識，對題目進行分析，將連接體看作整體，設加速度為 a ，所以 F-（m₁+m₂）gsinθ- μ（m₁+m₂）gcosθ=（m₁+m₂）a

將 m₂ 作為研究對象，設輕繩拉力大小是 T ，通過受力分析可得 T-m₂gsinθ-μm₂gcosθ=m₂a 通過聯立式子可以得出

同理可以得出拉力 F 向斜面下方拉連接體，

通過綜合分析可以得出正確答案為選項（D）.

3利用整體法，解答相對運動問題

相對運動題目是高中物理中難度比較大的問題，此類問題解題時思路較多，但需要理清題目意思，避免出現解題錯誤，快速解答.因此，針對此類問題，教師可以指導學生應用整體法，將運動過程作為整體進行研究，利用能量相關知識，有效解決題目[2].

例3如圖3所示，物塊 A 的質量為 2m ，物塊 B 的質量為 Ψ_m ，將兩個物塊在水平面上靜止疊放.A，B 之間的動摩擦因數為 μ ，物塊 B 與地面的動摩擦因數是 μ，最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，重力加速度是 g .現在對物塊 A 施加水平拉力 F ，下述描述中錯誤的是（ ）

（A）當 Flt;2μmg 時， A，B 相對于地面靜止.（B）當 2μmg時，物塊A的加速度

是 （C）當 Fgt;3μmg 時， A 相對于 B 處于滑動狀

態.（D）無論 F 為任何值， B 的加速度均小于等

解析在解答此題時，關鍵是找出 A，B 兩個物體即將發生相對滑動的狀態，做出相應的受力分析，采用整體法列出式子，根據相對運動時 A 物體受到的最大靜摩擦力，計算出即將分離時 A 受到的外力，對各個選項做出判斷.對于選項（A），物塊 A ，B 之間的最大靜摩擦力是 2μmg，B 與地面之間的最大靜摩擦力是 μmg，將A，B作為整體進行研究，只需要 2μmg，整體就會發生運動，因此，選項（A）錯誤，符合題意.

在選項（B）中，當 A TB 整體相對地面共同運動，根據牛頓第二定律可以得出μmg 2μmg=3ma'，得出a'= 3μg，所以選項（B）正確，不符合題意.

在選項（C）中，當 A 對 B 的摩擦力為最大靜摩擦力時， A，B 將會發生相對滑動，此時，對于整體則 A F-2μmg= 2ma，求解得出 F=3μmg ，因此，當 Fgt;3μmg 時，A相對于 B 處于滑動狀態，說法正確，選項（C）說法正確，不符合題意.

在選項（D）中，對物塊 B 進行受力分析，根據牛頓第二定律， ，得出 a_max= 2μg，所以選項（D）說法正確，不符合題意.

4結語

在高中物理解題教學時，教師可以對整體法進行分析，加強相關專題訓練，根據學生的實際需求，引導學生掌握方法，準確分析解題切入點，借助反復的練習，讓學生掌握整體法應用技巧，提高學生的解題能力.

參考文獻：

[1]呂娟.高中物理解題中整體法的應用[J].數理天地（高中版），2023（14）：18-19.

[2」陳慶濤.高中物理應用整體法解題的研究[J].數理化解題研究，2023（19）：114—116.