浅谈高中物理解题中的整体法与隔离法

尹茂格

（湖南省衡阳市第六中学（湖南省衡阳市第一中学）高中学生 湖南 衡阳 421000）

浅谈高中物理解题中的整体法与隔离法

尹茂格

（湖南省衡阳市第六中学（湖南省衡阳市第一中学）高中学生 湖南 衡阳 421000）

我在高中物理学习中，解题方法归纳所得：整体法与隔离法。

一、所谓隔离法就是将物理问题的某些研究对象或某些过程状态从系统或全过程中隔离出来进行研究的方法。隔离法的两种类型：

（1）对象的隔离：即为寻求与某物体有关的所求量与已知量之间的关系，将某物体从系统中隔离出来。

（2）过程的隔离：物体往往参与几个运动过程，为求解涉及某个过程中的物理量，就必须将这个过程从全过程中隔离出来。

二、所谓整体法，就是指对物理问题的整个系统或过程进行研究的方法，也包括两种情况：

（1）整体研究物体系：当不涉及系统中某个物体的力和运动时常用。

（2）整体研究运动全过程：当所求的物理量只涉及运动的全过程时常用。

三、例题

【例1】一个直径为D的乒乓球，内部空气压强为P0，现将该乒乓球放入一密闭的容器中，并把容器抽成真空，乒乓球因内部空气压强的作用，球壳处在紧张状态，则球壳的每单位长度受到的张力大小为___。

解析：设想球由两半球组成，以一个半球为对象，气体压力F＇与边缘张力相平衡，即π（D/2）2P0=πDF，所以每单位长度上的相互作用力为F=DP0/4。

【例2】如图所示，两个质量都是m的小球A、B，用轻杆连接后斜放在墙上处于平衡状态。已知墙面光滑，水平地面粗糙，现将A球向上移动一小段距离，两球再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，地面对B球的支持力N和轻杆上的压力

F的变化情况是：（）

A、N不变，F变大B、N不变，F变小

C、N变大，F变大D、N变大，F变小

解析：对系统考虑竖直方向，显然有N=2mg，不变。分析A球易得F变小，故选B。

【例3】如图所示，水平平行导体板A、B分别接在电源负、正极上，一带正电的液滴从P点处静止释放后穿过A、B两板上的小孔S1和S2，穿出小孔S2时速度为V1。若B板位置不变而A板稍向上移，同样的液滴从P点静止释放，穿出小孔S2时速度为V2，则（）

A、V1=V2B、V1＜V2C、V1＞V2D、无法比较

解析：液滴先作自由落体运动，进入平行板电容器中后另受向上的电场力作用，A板移动后，板间场强将发生变化，故液滴在平行板之间运动时的加速度将发生变化，但注意到问题是比较液滴过B板时的速度，故可以选取整体过程来研究，由动能定理得mgh-qE=mv2/2，因液滴到B板的距离和电源电动势不变，故V1=V2，即选A。

【例4】总质量为M的热气球由于故障在高空以速度V匀速竖直下降，为了阻止继续下降，在t=0的时刻，从热气球中释放了一质量为m的沙袋，不计空气阻力，当t为多大时，热气球停止下降？这时沙袋的速度为多大（此时沙袋未着地）？

解析：对质量为M的热气球匀速下降，故有F浮=Mg，再取扔掉质量为m的沙袋的热气球为研究对象，有F浮—（M—m）g=（M—m）a，即热气球有向上的加速度a=mg/（M—m），故经t=v/a=（M-m）v/mg时热气球停止下降。因沙袋作竖直下抛运动，故在热气球停止下降时，沙袋的速度v＇= v+gt=Mv/m

【例5】如图所示，小球质量m=30g，带正电荷q=0.0866C，用长l=1m的轻丝线系住悬挂在O点，放在场强E=2N/C、水平向右的匀强电场中，将线水平拉直至A点，然后无初速释放，试求小球到达最低点B时丝线中的拉力。

解析：在A处小球受电场力与重力作用，合力与竖直方向夹θ角，由tanθ=qE/mg=3/3，即θ=30°。以后小球以a=g/cos30°=203/3m/s2作匀加速直线运动，到线与竖直方向夹30°时绳张紧，张紧前瞬时v=2al，张紧以后沿绳方向速度为零，v2=v1cos30°，以后满足Eqlsin30°+mgl（1-cos30°）=mv32/2-mv22/2，在最低点T-mg= mv32/l，得T=1.07N。

［点评］由于绳子张紧过程中有动能的损失，故不能用整体动能定理解。