整体法在高中物理力学解题中的应用

2022-09-22马向京

数理化解题研究 2022年25期

马向京

(安徽省马鞍山市红星中学 243011)

就高中阶段的物理力学相关知识而言，其整个知识体系都比较繁杂，因此，学生在应对该类题型解答的时候，就需具备明确明晰的思路进行解题，将整体法运用于力学解题当中，其既是相对全面的一种解题方法，也是一种逻辑明晰的解题思路，这不仅能够使学生更加准确的把握住力学题的解题入手点，而且还可以使学生在力学题的解答当中，避免出现错误的思维，从而使学生在面对力学题时的解答效率得到切实提高.就整体法来说，通常就是让学生在物理学科的实际学习中，站在整体化角度，对与物理相关的运动规律实施观察，以整理出物体之间的正关联及整合，以此对相关力学问题实施综合、全面的解决.同时，高中物理的力学解题过程中运用整体法，不仅能防止学生由于力学知识的复杂性，无法有效解题，而且还可以促进物体受力的整个过程实现简化，并站在相应的高度，提取力学试题当中的关键信息，以此使学生准确掌握有关内容的同时，实现高效率的力学试题解答.

1 整体法概述

在高中物理中的力学解题当中应用整体法，通常指对力学题实施系统化或全过程的分析以及研究的一种方法.就力学而言，其则是把各个物体看作为整体，以其为对象，开展受力分析，但是，其更多的对整体之外的相关物体所做出的力加以分析，而没有考虑物体内部的作用力.整体则是将物体整体系统当做研究的对象，依据整个过程或整体，准确的把控物理现象中的具体规律，这通常是将有相互依赖、相互联系、相互作用、相互制约的多种状态、多个物体等组合成融洽且有研究价值的思维形式.对于整体思维而言，其属于综合性思维，是高度综合的多种思维，具有较强的理论性与应用价值.

整体法是物理知识学习的常用方法，特别是高中物理的力学解题过程中，整体法的运用更加常见.对于力学内容而言，其具有较强的综合性，且涉猎的范围也比较广，再加上该部分内容的逻辑性比较强，因此，教师与学生需注重力学相关内容的学习与掌握.

2 整体法在力学解题中应用的重要性及其注意内容

2.1 整体法在力学解题中应用的重要性

高中阶段物理内容中，力学的受力分析一般是学生最难以理解与掌握的内容.在解答力学试题时，学生一般只是会对个体问题进行分析，但却没有注意到其中存在的变量，再加上学生在力学题的解答时，较为随意、松散，在分析物体具体受力时也不够全面，这就容易造成内容遗漏.同时，学生解题时碰到与连接体有关的问题时，大部分学生更多会运用整体法以及隔离法，并把与其有关的力学题之间的连接作为整体，在分析受力的时候，也是对其整体开展分析，这种情况下，学生解答相关力学题的时候，就能避开复杂的步骤，降低解题的实际难度，最终实现力学题的解答准确率提高.整体法、隔离法彼此的作用是相互关联的，都对学生的解题具有显著的帮助，鉴于此，学生在对力学题进行解答前，明确整体法、隔离法彼此存有的差异，并清晰的知道在遇到哪类题型的时候，选择哪种方法，并明确了解到整体法的运用优势.通过相应的分析，不论是解题准确与正确的效率，还是学生自身具备的思维方式，都能体现出整体法在力学题解答中的重要性，并实现力学题的高效化解答.

2.2 整体法在力学解题中应用的注意内容

首先，注重学生的整体思维培养.许多学生通过整体法进行物理问题解决时，因为对整体法缺乏认识，并影响到解题效果提升.因此，在整体法运用时，需注重整体思维的培养，这也是高效解题的基础.教师在引导学生对相关物理知识实施归纳总结时，可通过思维导图，帮助学生构建知识体系，以促使学生充分掌握相关物理知识的相互关系，并促进学生的物理思维以及整体意识提升.

其次，注重空间想象力培养.物理教学中，整体法的有效运用，通常需学生充分理解物理题目，并绘制图形进行解题，以促使学生的空间想象力得到显著提升.因此，在整体法应用之前，物理教师需对学生自身的物理思维进行锻炼，引导学生想象物体的运行与受力，并经过绘图的形式，促进学生空间想象精准性的提高，从而使学生能更好的运用整体法进行解题.

3 整体法在高中物理力学解题中的应用

3.1 运动过程类题型中整体法应用

高中物理的教学中，需注重学生充分掌握分析物体实际运动状况的技巧与能力，牢记物体在具体运动状态下所产生的变化，及其变化时受到的力的作用.物体的运动过程通常能分成单个物体进行单段运动以及多段运动、多个物体进行多段运动.通常来说，在对物体运动过程中的多个物体的实际受力状况进行分析时，首先，需把多个物体分成不同局部，如果各物体的加速度相同，且各物体之间不需要作用力的时候，就能将其看作为整体，对整体的受力的合力进行分析，运用牛顿第二定律，对加速度进行求取.

3.2 相互作用类题型中整体法应用

物理力学的具体教学当中，其彼此的互相作用一般有弹力、摩擦力、重力等，面对连接体相互作用的相关问题中，运用整体法就显得极其重要.例如，木块1与木块2，其均处于光滑水平面，质量分别是m与M，两个木块使用一条细绳进行连接，水平力F应用到木块2上，让两个木块进行加速运动，那么，两个木块之间轻绳的实际张力是？此时，物理教师可应用整体法对其加以分析，把两个木块当成为一个整体，然后，对木块1的具体受力状况进行单独分析，由此可得张力.

3.3 力学综合类题型中整体法应用

高中物理的力学题中，其类型最多的就是综合题型的分析与解答，在对该类型题解答的时候，应用整体法，需充分关注到其中的条理分析，特别是力的分析与合力的分析，另外，涉及到正负数量或电荷量时，也需注重条理分析.例如，图1当中ab为2个带电体，其质量均通过m代表，已知a的电荷量为+2q，b的电荷量为-q，如果2个小球以绝缘线加以连接，并用长度一样的绝缘线，将a吊到天花板，电场的强度通过E进行代表，若a、b平衡的时候，2根线都位于拉直的状态，此时，a、b的竖直方向的夹角是什么关系？

图1

通过整体法进行解题，可把a、b球当做一个整体，因为电荷数不同，a更多是正电数，因此偏左，具体的幅度可根据图1 中ab小球和竖直方的角幅度开展计算，因此，把a和竖直方向形成的夹角可设置成α，b和竖直方向形成的夹角设置成β，tanα=Eq/2mg，以计算出a的幅度，tanβ=Eq/mg计算从b的幅度，因此α<β，也就是a竖直方向夹角比b竖直方向的夹角大，因此，C是正确的.

3.4 物体平衡题型中整体法应用

高中物理的知识当中，平衡问题作为力学题解答的基础，因此，其占据了很大的比重，对学生分析物体受力的能力是极大的考验.对于平衡类问题而言，其通常分成两种，主要是单个物体、连接体当中各个物体之间的受力分析.就单个物体来说，对其平衡问题分析相对简单，主要是三个力平衡、三个以上的力平衡、动态平衡，而连接体平衡分析通常有着较高的难度，需通过整体法对物体的实际受力情况进行分析.如图2所示，倾角是α的粗糙的斜劈置于粗糙水平面，物体a置于斜面上，轻质的细线一侧固定于物体a上，另一侧绕过光滑滑轮固定于c处，滑轮2下可悬挂个物体b，系统位于静止的状态，现在将固定的点c逐渐向左缓慢的移动一点，就会发现a和斜劈处于静止，在该过程当中，以下说法正确的为( ).