试讨论高中物理力学解题中整体法的应用

石磊

摘 要：物理是高中的一门重要课程，主要可以分为力学、运动学和电磁学等基础知识板块。力学在高中物理中占据了较大比例，其难度较大，学生学习存在不少问题，都在解题过程中得到了充分表现。整体法是力学解题的重要手段之一，其从宏观整体的角度对力学问题进行剖析思考，进而获取解题突破口。本文对整体法做了简单介绍，深入分析了整体法的解题应用。

关键词：高中物理；力学解题；整体法

力的表现形式多种多样，受力情况也纷繁复杂。在解答一些力学问题的时候，需要将几个受力的物体当做一个整体，对其受力情况进行分析，以此作为突破口解答相关题目。整体法的应用，有效提升了解题效率和准确性，强化了学生学习。

一、整体法

整体法是高中物理力学解题的一种方法，其和隔离法一起组成了高中物理力学解题的核心。力学是高中物理知识的三大部分之一，知识量、知识难度和考查点都很多，因此需要在学习过程中对相关解题方法形成全面了解掌握，才能快速准确的处理相关问题。

整体法的核心思想就是把多个受力物体当做一个整体，将其互相之间的作用力当做系统整体内力，以此简化受力分析过程、缩减受力分析对象。整体法在宏观的角度对问题进行了剖析，可以简化问题分析过程。在运用整体法的过程中，首先需要对力学问题进行分析，明确其是否符合整体法的使用条件。其次才是运用整体法进行解题。整体法的应用条件通过其定义可以看出，整体法的适用对象是物体之间的相互作用力可以当做系统内力，在这种情况下才可以将多个受力物体当做整体进行解题。

二、实例运用

（一）受力系统中整体法的运用

几个相互接触的物理同时受力的情况十分多见，也是高中物理中一类十分常见的力学题目。这些物体之间的相互作用力如果可以当做系统的内力，那么就可以使用整体法进行解题。有这样一个题目：已知有一直角形小车稳定的停在水平地面上，其質量为M=34kg，倾角a为30o。在小车的倾斜面上有一滑块A，通过小车顶端的滑轮与另一滑块B相连，滑块A质量为m=14kg，滑块B质量为2kg。当滑块以加速度2.5m/s2下滑时，小车受到的摩擦力和地面的支持力分别是多少？对于这个题目，在滑块下滑的过程中，其始终处于小车的倾斜面上，滑块与小车之间的作用力可以看做系统内力。所以，可以把滑块和小车当做一个整体，使用整体法进行解题。

根据牛顿第二定律可以得出，对于滑块和小车组成的整体，其在水平方向的受力可以表示为：，进一步可以得出f=mAacos30o=31N。对于竖直方向而言，滑块和小车的系统受力可以表示为：，通过计算可以得出N-（M+mA+mB）g=mga-mAasin30o，可解得N=487N。

根据这个题目不难看出，把滑块和小车看做一个整体，只需对受力整体的水平向和竖直向受力情况进行整体分析，就可以求出小车受到的摩擦力和地面的支持力。

（二）受力过程中的整体法运用

受力问题既可以根据受力结果进行分析，也可以根据受力过程进行分析。在一些受力题目中，解答问题的关键在于受力过程，与物体受力的始末状态没有直接关系。对于这类题目，就可以运用整体法进行求解。另外，对物理过程不明确的情况下，可以根据始末状态或是某些特征量通过整体法进行求解。

比如，有这样一道题目：在1.8米高的地方，有一质量为0.1kg的小球只有落下，在完全触底后反弹的高度最大值为0.8m。从落下到反弹至最高处的用时为1.1秒。试求小弟在接触地面的过程中，小球对地面作用力的平均值。对于这个题目而言。在1.8米高处和反弹至0.8m高处，小球都处于静止状态且只受自身重力，始末状态一致，因此可以使用整体法对触地过程进行求解。根据始末状态可以写出等式：mgt总=Ft地、t地=1.1-t下-t上。t下为小球下降，t上为小球上升时间，分别为：、。然后可以得出t地=0.1s。进一步可以得出F=mgt总/t地=11N。

从解题过程来看，小球的运动过程实际上可以分为三个：下落环节、触地环节和反弹环节。但是由于其始末状态一致，因此可以使用整体法进行求解，从而轻松得出触地过程的平均作用力。

（三）与隔离法综合应用

对于某些力学题目，整体法并无法发挥出切实的解题效用，需要和其他解题方法综合应用，才能高效解决这类题目。隔离法是和整体法综合使用效果最明显的解题方法，其核心思想就是将隔离部分看做一个整体，运用整体法求解。也可以说，整体法和隔离法的综合应用就是局部整体法。

比如，一硬质轻杆上穿有A、B、C三个质量相等的小球，轻杆靠近A的一端为O，整杆围绕点O进行圆周运动。已知OA=AB=BC，如果球A受到OA段轻杆的拉力为T1，球B受到AB段拉力为T2，球C受到BC段来历为T3，试求T1、T2、T3的比值。对于这个题目，就可以将球A、球B、球C分别使用局部整体法，可以得出：T1=maA+maB+maC=6mw2l；T2=maB+maC=5mw2l；T3=3mw2l。进一步得出T1、T2、T3的比值为TI：T2：T3=6：5：3。

通过上述解题实例可见，通过与其他方法综合使用，可以快速解决单用整体法较难解决的问题，提高解题速率和正确度。

三、结语

整体法是高中力学解题的核心，需要根据题目实际，判断是否符合整体法使用条件，再制定相应的解题策略，以便高效解答力学题目。

参考文献：

[1]王力.议高中物理力学解题中整体法的运用[J].新课程导学，2012，08.

[2]姚林.浅议高中物理力学解题中对整体法的运用[J].数理化学习，2013，12.