试分析高中物理力学解题中整体法的运用

韦化锋

【摘要】力学解题过程中，常常涉及物体受力分析，学生在解题过程中运用整体法，能够帮助学生客观地分析物体的受力状态，从而使题目迎刃而解。本文分析了整体法在高中物理力学解题过程中的重要性，从物体受力、物体运动过程两方面分析了整体法在高中物理力学解题中的具体运用，从而令学生能够正确地解决问题，帮助学生提高物理成绩。

【关键词】高中物理 力学题目 整体法

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）36-0117-01

高中物理教学内容包含有力学、光学、功和能相互转化等知识内容，其中，力学是高中物理教学的重点，同时也是学生学习的难点，部分学生在学习过程中，不能完全理解力学中的知识，因此，教师应注重解题方法的教授。整体法能够帮助学生解决部分受力情况分析问题，从而使学生正确分析受力情况，解决问题。

一、高中物理力学解题中运用整体法的重要性

物体受力分析是学生解决物理力学问题必不可少的环节之一，同时也是解决问题的基础。其存在于力学各个知识点当中，是学生不可回避的学习内容。物体受力分析是学生学习的难点，部分学生不具备正确分析物体受力情况的能力，导致其在解题过程中不能解得正确答案。力学问题中，部分问题的受力状况确实难以分析，如连接问题。学生在对连接体进行受力分析时，往往无从下手。若学生分析连接问题中每一个物体的受力情况以及运动变化，不仅会耗费大量的时间，题目的计算量以及步骤会相应增多，而学生答案的正确率也会随之下降。

学生在面对多个物体受力或物体运动过程复杂的问题时，便可采用整体法分析物体的受力情况。整体法是将局部转换至整体的思维。学生运用整体法时，需要将几个物体视为同一物体，之后分析几个物体整体的受力情况，研究整体的变化。学生借助整体法可以将分析每个物体受力的步骤省去，也无需进行繁琐的推理与演算，从而提高学生的解题速度以及正确率。然而整体法并适用于所有问题，学生在具体使用过程中，还应根据题目进行选择，部分题目中的受力分析较为特殊，学生运用整体法不仅不能进行正确的受力分析，还会误导学生，使学生的分析出现错误。

学生在解题过程中运用整体法，能够使问题的解决更为灵活，同时也能够活跃学生的思维，提高学生的逻辑能力。由此可见学生在解题过程中运用整体法，能够帮助学生提高分析问题以及解决问题的能力。

二、整体法在高中力学解题过程中的具体运用

（一）物体受力

例题一：设有两个带电小球，分别为a、b。两小球质量相同，都为m，但是a小球电荷量为+2q，b小球所带电荷量为-q。现利用绝缘细线将a、b两小球相连，同时用长度相同的绝缘线将两球悬挂于天花板下方（如图1所示）。两小球所存在的空间中，有向左运动的恒强电场。设电场强度为E，且a、b两小球在平衡状态下，绝缘线将被拉紧，请判断两小球保持平衡后的位置状况下图（如图2所示）中哪种情况：

解析：学生此时仔细观察题目，题目中提到两小球所带电荷量各不相同，若学生依旧使用整体法，将两小球视为同一物体，则容易选择选项A。两小球所带电荷量并不相同，在此情况下，学生将两小球视作整体，在进行受力分析时，会发现此时左右电场的力无法保持平衡，即该整体所受合力不为零。依照F=Eq这一定理可知，电场作用于a小球的力大于b小球所承受的电场力，从整体受力来看，两小球所受合力为Eq，且方向向左。因此两小球整体应偏向左边，所以选项A可以从选项中排除。设a小球绝缘线与竖直方向所成的夹角为α，学生此时可利用整体法，将两小球视为同一整体，则存在tanα= ，之后继续研究b小球的受力状况。设连接b小球的绝缘线与竖直方向的夹角为β，则存在tanβ= ，因此可得β>α，即相比连接a小球与天花板之间的绝缘线与竖直方向所成夹角，连接b小球的绝缘线与竖直方向所成夹角角度应更大，故而选择选项C。

由该题可知，学生在使用整体法时，也应对题目进行判断，判定整体法是否适用于该题目，不可盲目使用，从而影响题目的解答。通过分析上述两道例题可以发现，当所研究物体处于平衡状态，且与物体内部和物体之间的相互作用力无关时，学生可选择整体法简化问题。

（二）物体运动过程

例题二：设有一光滑平台，该平台长度为L。现将其固定于水平地面上，在平台上放置物体A与B，并使两者相互接触，物体A顶层存在半圆形轨道，轨道半径为R。且轨道直径长度小于光滑平台的长度。物体A高为h。现存在一木块C，A、B、C三个物体质量相同，均为m（如图3所示）。令物体C由静止开始从轨道下滑，且A与C保持接触，求解当物体A、物体B在分离时，物体B的速度。

解析：學生在解答该题时，必须注重整体法的运用，对物体运动与受力情况做出合理的分析。由题可知，物体C在运动中，承受的弹力以及弹力反作用力在不断变化，力的方向与大小随着物体运动而相应更改。若学生分析此时物体C的受力情况，则根本无法进行分析，学生也无法通过所学知识进行解答。因此，学生必须使用整体法对题目进行分析。学生将A、B、C三个物体视作整体，可分析出整体所受的合力为零，之后利用机械能守恒定律与动量守恒定律便可求出答案。

整体法在高中物理力学问题解答当中的应用，不仅是将不同的物体看做一个整体，其还可以将物体的物理过程视为整体。部分力学问题中物体的运动较为复杂，若题目中物体的始末状态不受过程的影响，或学生通过物体的始末状态便能够知晓物体运动过程，便可以在该题目中运用整体法解题，从而简化题目。

学生如能熟练使用整体法，便能够正确分析研究物体的受力情况，从而减少了解题步骤的书写，同时也提高学生解题的正确率。学生在运用整体法时也应仔细分析题目，从而确保整体法可以使用。教师应在日常教学过程中，锻炼学生整体法的运用，从而帮助学生提升解题效率。

参考文献：

[1]袁自力.整体法和隔离法初探[J].科学咨询（教育科研），2013，01：93-94.

[2]吴月丰.整体法和隔离法在物理解题中的应用[J].科学教育，2009，03：47-49.