浅谈高中物理力学解题中整体法的应用

摘 要：在我们高中所学的全部学科当中，对物理知识的学习，可以培养我们的科学素养与探索的精神。力学的内容占据了高中物理很大的一部分，而且也是比较难懂但考试常考的一部分。所以在我们开始学习力学部分的时候，必须要灵活地使用整体法来处理有关物理力学的问题，进而提高自己对物理知识的掌握程度。本篇论文对与整体法有关概念做了简要论述，进而运用实际的例题细致地讲解了整体法在高中物理力学的解题过程当中的具体运用。

关键词：高中物理；力学；整体法

一、 什么是整体法

整体法有着其特殊性，在使用整体法的时候不会对受到的各个力的具体的作用都进行详细的分析，需要在一定的特殊条件下将联系比较紧密的物体看作一个整体，从而对这个受力的整体的情况进行详细的分析。运用这个解题的方法可以有效避免物体内部之间的复杂的受力的情况，从而将问题当中的关键点挖出来，进而可以将题目进行简单化，能够加快我们的解题的效率，提高做题的速度。

当我们在做与力学相关的题目的时候，常常会习惯性地将全部的力都找出来，进而对受力的物体的实际情况进行判断，从而避免出现有漏掉的问题。在遇到受力比较繁杂的情况时，如果对所有的力都进行受力分析，这样就会导致受力分析出现混乱，进而找不到解题的关键信息。

二、 整体法在力学解题当中使用的重要性

很多同学在实际学习的过程中，因为不会对物体进行受力分析或者对物体的受力分析不完整不合理，导致其在做力学的题目时无法得到正确的结果。有的同学一碰到有关力学的分析题就不知道该从哪里下手，这就出现了同学们所说的“看不懂题目”。此外，有的同学在遇到对力的分析比较复杂，且一个物体同时受到好几个力的时候，在解题时往往容易产生错误。

在做有关力学的解题过程当中，整体法和隔离法的使用较好地处理了连接体的问题。整体法作为整体原理的使用，从对力的局部的分析再到整体的分析，具备一般的规律性。在解题的过程当中，把几个物体当作一个整体，之后再对它进行受力分析，先研究整体的力的变化的情况，不要对每一个物体都进行受力分析，这样能够提高解题的速度跟解题的正确率。使用隔离法来处理问题则正好與整体法相反，用隔离法解题需要把整体的物体进行分离，然后对各个物体的情况进行受力分析，在做题的时候如何选择使用整体法还是隔离法需要依据实际碰到的力学的题目来进行分析选择。

三、 整体法在力学解题当中的实例运用

（一） 整体法在物体互相作用中的运用

假设有一个被绳子挂在一个倾角是θ的斜面上的塑料板（质量为M），有一个人（质量为m）站在这个塑料板的最下面，他想要测试一下自己的速度。他为了保证自己跟这个斜面的相对位置不变就在割断绳子的一瞬间便开始往上沿着塑料板快速奔跑。假设这个人自身的质量是这个塑料板的三分之一，那么此人在沿着这个塑料板往上奔跑期间的加速度是多少？因为这个人跟斜面没有出现相对位移，因此我们能够将此人与塑料板之间发生的作用力当作内力，不用拿来进行分析，假如想要运用整体法来分析这个问题，就必须首先将塑料板与奔跑的这个人看成要进行研究的对象，然后对他们进行受力分析并且作出他们的受力分析情况的图示。因为有重力对他们产生影响，因此将力分解之后就可以获得整体沿斜面向下力是（M+m）gsinθ，依照前面学过的牛顿第二定律就能够得出（M+m）gsinθ=ma，其中M=3m，因此a=4gsinθ。在运用整体法来分析解决问题的时候，不仅能够将过程进行简单化的分析，而且还能够省略掉很多干扰的条件，进而能够迅速解决掉问题，从而可以提高解决题目的效率。

例如，我们已经知道在一个平面上放上了一个静止的有斜面的三角形塑料块，它的质量是m，我们先将一个塑料块放置在三角形的倾斜角是α的那一边，其质量为m1，我们再将另一个塑料块放置在三角形的倾斜角是β的那一边，其质量是m2，如今我们得知m1β，假设这两个塑料块都静止在这个三角形塑料块上，那么此时这个三角形斜面所受到的支持力与摩擦力各为多少？因为两个塑料块均为静止状态，由此可得，两个塑料块跟斜面的作用力均为内力，所以在做题时不需要关注内力部分，所以由此我们能够知道，运用整体法来分析解决这个题目会非常的容易。因此此时能够将三角形斜面跟塑料块当成一个整体，对整体进行受力分析，便可以得到这个整体受到了一个大小为（m1+m2+m）g的重力，又由于这个整体都是一个静止的状态，因此肯定会有一个大小为（m1+m2+m）g的支持力。

（二） 整体法在运动期间的运用

1. 对动能定理的灵活运用

由于动能定理只是与总功以及初末时候的速度有关，因此对于那些是几个部分组成的一个系统在进行运动的时候，可以将这几个部分均看成一个大的整体，然后再运用整体法来进行分析处理。例如，有一个塑料块从一个60°斜面的下面O处用不变的速度往上滑动，这个塑料块的质量是m，当这个塑料块滑到距离O点s的A处时，此时的塑料块拥有的动能是E，然后其一直往上滑，在这个塑料块滑到B点的时候，其动能变成了零。然后塑料块便开始往下滑，在到达OA的中点C的时候，此时发现与通过A点时候的动能一样，现在已经知道斜面跟物体之间有摩擦力（μ=0.6），求AB之间的距离。在做题的过程当中，将塑料块从A点滑动到D点当成塑料块运动的整个的过程，从中我们开始对此运动过程进行分析。如果将每一个点的运动情况都拿出来对其展开分析，学生极易产生混乱，而且会对处理题目的思路造成某些不利的影响，进而错误地对题目进行处理。我们从题目当中能够清晰地看到，在塑料块整个运动的期间，重力和滑动摩擦力肯定会同时一起伴随着塑料块的整个运动，并且都会对塑料块进行做功，然而重力对其所做的功主要与塑料块的始末位置有关，摩擦力对其做的功则主要出现在运动的整个过程s2+2sAB，所以根据动能定理就可以得到：

mgsin60°×s2-μmgcos60°×s2+2sAB=0

解得sAB=53-312

在做题的过程当中一定要从整体角度出发，要有整体观，把已经知道的条件进行重组，在清晰了思路之后再根据对应的物理内容来分析解决问题，这样便可以提高处理问题的效率。

2. 对动量守恒的灵活运用

动量守恒的定律其应用的范围比较的广泛。下面结合例题来分析整体法在动量守恒定律下的应用。假设现在有A、B两个同学，A的质量为m1，B的质量为m2他们想在滑溜冰的期间再添加一个传递排球的项目，A同学先将手里的排球传给了B，然后B再把传递回给A，就这样进行多次的传球，球没有仍然没有掉落，到最后將排球传给了B，这个游戏就结束了。设这个排球的质量是m，那么当停止传球的时刻，A跟B的速度有什么样的联系？由题意可得，A跟B同学都在冰面上，所以可将摩擦力视为零。这时使用整体法便可以知道，将这两名同学与排球都看作为一个整体，其整体所受到一个大小为零的合力，因此这跟动量守恒是完全相符的。在这个运动刚开始的时刻，物体保持一个静止的状态，因此其动量为零，再到最后游戏停止的时刻，A同学的速度就成为v1，B同学的速度就成为v2，便能够得到动量为m1v1+（m2+m）（-v2），根据动量守恒可得0=m1v1+（m2+m）（-v2），所以v1v2=m2+mm1。

（三） 运用整体法处理力的平衡问题

在处理问题期间，我们通常需要按照共点力的平衡的条件来分析物体受到哪些力的作用之后再作出物体的受力情况的分析图，然后再运用合成法又或者是三角形法来对问题进行处理。设在一个水平的桌面上放置一个塑料块P，将通过定滑轮的一根细绳系在塑料块P上面的塑料块Q上，滑轮到P再到Q之间的绳子均为水平的。现在假设Q跟P的质量均为m，而且其之间的动摩擦因数以及P跟桌面之间的动摩擦因数都是μ，忽略滑轮的质量以及轮轴的摩擦，假设运用一个水平向右的力F来拉P，则P开始做匀速运动，力F的大小为（ ）

A. 4μmgB. 5μmgC. 1μmgD. 2μmg

在做题的时候，需要使用整体法来解题。由题意便可以知道F=2T+2μmg，所以需要把Q当作研究的对象，从而得到T=μmg，所以F=4μmg，由此可得正确选项是A。

四、 结束语

所以，从以上的分析与实例可以看到，整体法在力学解题当中的应用使得解题变得很简单，节省了大量的做题时间，提升了做题的正确率。但是，我们在做具体的题目之前，需要对题目进行细致的审读，要合理地使用整体法。虽然整体法对解决力学方面的题目提供了方便，但是并不是与力学相关的所有题目都能够运用这个方法，只有善于使用、合理地使用，才可以更好地展现出整体法在解题中的优势，进而增强我们的解题的能力。

参考文献：

[1]王力.议高中物理力学解题中整体法的运用[J].新课堂导学，2011（2）.

[2]张艳萍.整体法在高中物理解题中的应用[J].考试：教研，2011（1）.

作者简介：

魏国享，福建省福清市，福清华侨中学。