整体法思想在高中物理力学解题中的应用

2018-04-22魏祎来

商品与质量 2018年42期

魏祎来

沈阳市第十一中学辽宁沈阳 110000

在高中物理的学习过程中，力学是其中一种非常重要的知识点，在历年的高考当中都占据着非常大的分值比例，其也是我们高中物理学习过程中的一个难点，尤其是对于逻辑思维能力较弱的同学来讲，这种比较抽象化的力学概念使其在理解上存在着较大的难度，造成部分学生在一些物理问题的解答过程中，无法找到突破点。为解决该问题，我们高中生应当在努力学习物理力学基础知识体系的同时，加强对多种物理力学解题方法的研究，通过大量的练习，逐渐掌握物理力学的解题方法，以实现自身物理解题能力的提高。在诸多力学的解题方法当中，其中一个比较典型的方法就是整体法。在高中物理力学的研究过程中，经常会出现两个物体叠加在一起的情况，然后物体在运动或者是静止的状态下，对地面产生了作用力，或者是物体和物体之间产生了作用力等。在遇到这种问题的时候，使用整体法的思想来对问题进行解答是非常方便和准确的，这在很大程度上提升了我们的解题效率。

1 整体法思想解题方式

力学是高中物理学习过程中非常重要的知识内容，其中存在着非常多的难点和重点，比如在一些力学题目中的受力情况分析就非常复杂，由于此类问题的难度较大，以至于我们无法正确地对其进行分析，进而导致我们高中生对物理力学的学习失去了信心。

利用整体法的解题思想，在很大程度上提升了物体力学的解题效率，同时更是高中物理解题过程中的一个重要的解题方法。整体法的核心思想就是将受力物体本身看作是一个整体，进而忽略其中各组成部分之间存在的各种作用力和反作用力，将其当成是物体内部所形成的一种内力，通过这种方式将多种物体受力分析转化成为单一物体受力分析的方式，能够降低受力分析的对象数量[1]。

从宏观发展的角度上进行分析，其中整体法可以有效地帮助我们在整体思想上对物体的受力情况进行明确，同时还可以对物体的受力过程进行全过程的解析，因此我们要充分明确题目当中整体法使用的具体条件，然后通过整体法的方式来进一步完成解题过程。

例如：在解决力相互作用的问题时，其中存在着相互作用的弹力，弹力的大小设定为F，如图1所示，在针对该题目进行解答的过程中，需要以A物体作为主要研究对象，并且还需要对其受力情况进行分析，通过这种方式在物体平行的状态下，在斜面上除了受到了弹力与摩擦力以外，同时还受到了重力方向上所产生的一个分力作用，通过牛顿第二定律可以得出：

然后再将B物体作为主要研究对象，在受力的状况上进行分析，同样依照牛顿第二定律可以得出：

图1

通过对上面A和B物体的整体受力情况进行分析之后，我们可以发现，将两个物体视为一个整体来进行考虑能够有效地降低解题难度，其中斜面所受到的力的作用是相同的，这也是利用整体法思想解题的一个最为重要的作用，对提升我们的解题效率和准确性方面有着较大的帮助。

2 高中物理整体法在物理力学习题中的运用

在高中物理力学当中，通过整体法来进行解题可以在很大程度上确保解题的正确率，通过整体性的解题思维对力学问题进行整体分析，或者从全局的角度上出发，将物理题目当中的整个过程作为一种整体过程来进行分析。通过这种方式可以保证我们在解题的过程中找到更加方便的解题路径，进而简化解题步骤，使结果也更加准确。

对于单一的物体来讲，可以通过公式求解的方式，也就是通过高中物理中所学习到的牛顿第三定律直接得出结果，这种也是相对较为容易解决的问题，但是，这种题目类型在高考当中出现的几率较小。通过整体法来解决力学问题，基本上都是有关多物体相互作用的题目类型，这种题目类型具有一定的规律可循，通过牛顿第二定律中的相关内容便可以得出，而将题目转变成为多个物体受力相加的形式，就很容易得到答案[2]。

例如：如图2所示，在两块完全相同的竖直木板之间，存在着质量为m的四块相同的物体，在两个大小均匀都为F的力来挤压模板之后，保证砖块处于静止不动的状态，则在左边上的模板对第一个物体、第二个物体、第三个物体产生的摩擦力大小分别是多少？在对该类型题目进行解答的过程中，如果通过常规形式的解题方法，将在很大程度上加大问题分析的复杂程度，此时就需要通过整体法的方式来解决该问题，也就是将第一块和第二块物体合二为一，当成是一个整体的对象，然后再分析对第三块物体产生的摩擦力大小，通过这种整体法的分析方式，就很容易得出问题的结论。

图2

3 整体法思想解决运动中的力学问题

在高中物理的学习过程中，我们高中生应有意识地培养整体法思想的应用，重点培养学生对问题的整体性考虑方式，通过整体法在力学题目当中的应用研究发现，在整体的受力分析过程中，可以将内部物体相互之间的力看成是一种内力作用，将外部物体所受的力看成是外力。这种思维方式在习题当中被广泛地运用，并且成为了一种非常有效的解题方法。通过整体法的学习，不但可以锻炼我们的整体思维模式，同时还可以激发我们高中生对物理学习的兴趣，以及在物理力学的解答过程中各种解题方法的灵活应用。

比如，一个在运动中的列车总质量为M，在运行过程中的速度为V，处于水平的轨道上行驶，其中列车的每一节车厢所受到的阻力大小是车身重量的k倍，但是和车体速度之间不存在关系[3]。在运动过程中，列车后半部分质量为m的车厢产生脱节，但是前面的列车的牵引力保持恒定，则在车厢脱钩停止的时候，前面的列车的速度为多少？在对该问题进行解决的时候，车厢本身开始做匀减速运动，通过整体法的思维方式对该问题进行分析，可以将运动过程中列车的各个车厢看成是一个整体，并且通过能量守恒定律的方式来进行分析和考虑，整个解题的过程就简单了许多。