探讨整体法与隔离法在初中物理教学中的运用

夏荣芝

摘要：整体法与隔离法是分析物理问题的重要方法，对提高学生分析能力以及物理学习成绩具有重要促进意义。初中物理教学中，应做好教学内容研究，结合学生所学，为学生讲解整体法和隔离法相关理论，并注重将整体法与隔离法渗透至解题教学中，不断提高学生整体法与隔离法应用意识，促进学生解题能力与水平的进一步提升。

关键词：初中物理;教学;整体法;隔离法;运用

中图分类号：G633.7  文献标识码：A文章编号：1992-7711（2021）08-075

整体法是从宏观角度分析物体受力情况与运动规律，可使学生从整体上把握物理情境。隔离法则是对物体受力情况与运动规律的具体化分析。整体法与隔离法具有统一性，应用于初中物理教学中，不仅有助于加深学生把握物理知识本质，而且可以很好地提高学生的解题能力，因此，为提高学生灵活运用整体法与隔离法解答物理习题的能力，应注重为学生讲解其在解题中的具体应用。

一、用于分析滑块受力

对滑块的受力情況分析是初中物理各类测试常考问题。很多学生在进行受力分析时往往受到滑块运动状态的干扰不知如何下手，或者凭借自身的主观臆断进行判断，出错率较高。教学中应为提高学生解题正确率，为学生讲解整体法与隔离法知识，使其认识到该方法可用于分析运动滑块的受力情况，提高其整体法与隔离法在解题中的应用意识。一方面，结合教学内容以及自身授课经验，优选经典例题，为学生认真剖析解题过程，使其把握整体法与隔离法应用时的注意事项，养成运用该种方法分析问题的习惯。另一方面，做好合理的教学安排，积极创设相关问题情境，对学生进行训练，不断提高学生整体法与隔离法应用熟练程度。

例1，如图1所示，在木板M上放置两个滑块P和Q，F=10N，它们一起沿水平地面做匀速直线运动，设P、Q和M间的接触面都是水平的，则（ ）

A.木板M所受地面的摩擦力大于10N

B.木板M受到地面的摩擦力小于10N

C.滑块P所受的摩擦力等于10N

D滑块Q所受的摩擦力等于10N

该题目看似复杂，但只要通过合理的分析方法，把握物体的受力情况，看其与自身的运动状态是否相符。分析该题目时，先用整体法进行分析，因为三个物体一起做匀速直线运动且F=10N，则M会受到水平向左大小为10N的摩擦力。而后使用隔离法分别对Q和P进行分析。因为Q受到的力F=10N，因此，其受到M对它水平向左大小为10N摩擦力。以P为研究对象可知，其不受摩擦力。综上可知正确答案为D选项。

二、用于分析滑轮受力

滑轮是初中物理教学的重要知识点，相关习题情境灵活多变，其中对滑轮受力情况的分析，具有一定的技巧，难度较大，不少学生望而生畏。在日常训练中解答相关习题的出错率较高。为帮助学生树立学习自信，使其更好的攻克这一学习的难点，在教学实践中，一方面为学生深入讲解定滑轮与动滑轮受力与绕线之间的关系，使学生熟练掌握定滑轮与动滑轮的受力特点，为正确运用整体法与隔离法进行滑轮受力分析做好铺垫，可以使用多媒体技术帮助学生理解问题。另一方面，讲解相关例题时给学生留下充足的思考、讨论时间，引导学生尝试着使用整体法与隔离法进行分析，使学生感受整体法与隔离法的具体应用过程，给其以后类似问题的解答带来启发。

例2，一工人体重为500N，使用如图2所示的装置将100N重的货物运到高处。已知动滑轮重力为50N，筐的重力为130N。不考虑轮与轴、绳与滑轮间的摩擦力以及绳的重量。求人的拉力是多少时才能把东西调到高处？人对筐的压力是多少？

该题目创设的情境较为抽象，很多学生因对滑轮的受力情况理解不深入，而不知如何作答。认真读题，回顾所学的动滑轮知识可知，解题时先用整体法进行分析。整个系统的重力需要有人的拉力承担。系统总的重力G=G人+G货+G轮+G框=500N+100N+50N+130N=780N，而绕动滑轮的绳子共有三根，因此，人力的拉力F=13G=13×780N=260N。求人对筐的压力，需要将人隔离开来，采用隔离法进行分析。人受到自身重力、筐的支持力，绳子拉力处于平衡状态，即，满足G人=N筐支持+F，代入解答N筐支持=G人-F=500N-260N=240N，由作用力和反作用力可知，人对筐的压力为240N。

三、用于分析物体浮力

浮力是初中物理中较为抽象的知识点。为使学生彻底掌握、灵活应用所学知识，解答相关习题的能力，教学中应注重以下内容的落实：其一，为深化学生理解，讲解计算浮力的相关公式时应引导学生运用现有知识储备尝试着推导浮力的计算公式，并给予学生推导过程的点拨，使学生知其然更知其所以然，真正的理解计算公式中各字母表达的含义，避免在解题中张冠李戴。其二，围绕具体题目，在课堂上与学生一起采用整体法与隔离法进行分析，尤其通过与学生进行互动，引导学生自己找到正确的解题思路，加深对浮力知识的深层次理解与认识，进一步增强其解题的自信，使其在以后遇到类似的问题时，能够透过现象看本质，高效地加以求解。

例3，如图3使用细绳系一重为3N的石块，浸入到盛水的底面积为50cm2的圆柱形容器中（容器重力不计）。容器原液面高10cm。浸入石块后水面上升了2cm，但水并未从中溢出，g取10N/kg。石块静止时请问绳子受到的拉力为多大？细绳绷紧、石块静止时容器对水平地面的压强是多少？

解答该题需要根据要求解的问题，选择合理的研究对象，灵活运用整体法与隔离法。其中求解绳子受到的拉力需要以石块为研究对象，即，采用隔离法分析。石块受到自身重力G，拉力F拉、浮力F浮处于平衡状态，满足G=F拉+F浮，则F拉=G-F浮，而F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×2×50×10-6m3=1N，则F拉=G-F浮=3N-1N=2N。根据压强计算公式：P=FS可知，需要知道系统的总重力，这就需要采用整体法进行分析。G水=1×103kg/m3×10N/kg×50×1010-6m3=5N，则F=G石+G水-F拉=3N+5N-2N=6N，则P=6N/5×10-3m3=1.2×103Pa。

四、用于分析磁体受力

初中物理部分习题创设的情境涉及到磁体。分析磁体受力情况时应认识到磁体的特殊性，即，同性磁极相互排斥，异性磁极相互吸引。很多学生在分析相关问题时，容易漏掉磁铁之间的引力和斥力，导致解题的错误。为提高学生分析磁体受力相关问题的能力，一方面要求学生具体情况具体分析，应具备利用整体法与隔离法分析问题的意识，尤其为保证学生分析问题的正确性，应注重为学生示范运用整体法与隔离法分析磁体受力的具体过程。另一方面，要求学生做好解题思路的总结，牢固把握分析磁体受力的相关细节，尤其鼓励学生相互交流相关的解题经验，在认识到自身不足的同时，积极借鉴他人的优秀解题方法，不断提高自身的解题能力。

例4，如4所示，两个质量均为m的条形磁铁A和B，将其竖直放置在水平面上。通过一个弹簧秤通过一根细线竖直向上的磁铁A，若弹簧秤的读数为mg，则B对A的支持力F1以及水平地面对B的支持力F2分别为（ ）

A.F1=0，F2=mg   B.F1=mg，F2=0

C.F1>0，F20，F2=mg

题目涉及的两个物体较为特殊，即，条形磁铁不同磁极间可以产生吸引的作用。分析水平地面对地的支持力F2时，可将两个条形磁铁看作一个整体，对其进行受力分析可知，其受到向下的重力2mg，弹簧秤对其向上的拉力mg，地面对其向上的支持力F2，三个力平衡，满足mg+F2=2mg，则F2=mg。分析B对A的支持力时，需要将A、B隔离开来。以A为研究对象，对其进行受力分析。其受到自身的向下的重力mg，B对其向下的吸引力F吸，B对其向上的支持力F1，弹簧秤对其向上的拉力mg，四个力平衡，满足mg+F吸=mg+F1，即，F吸=F1>0，综上分析，选择D项。

综上所述，初中物理习题灵活多变，为提高学生的学习能力，应注重为学生讲解相关的解题方法，尤其应结合自身教学经验以及学生的学习实际，为学生灌输整体法与隔离法相关知识。同时，为使学生能够灵活整体法与隔离法解答初中物理问题，教学中应做好受力分析基础知识的讲解，使学生切实夯实基础。另外，还应优选经典例题，为学生讲解整体法与隔离法的具体应用，使学生掌握该种方法的应用技巧，使其在以后的解题中能够灵活应用，举一反三。

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（作者單位：安徽省庐江第四中学，安徽 庐江 231500）