关于高中物理相互作用中利用整体法解题

詹宏钮

摘要：力学在高中物理教学中占据了较大的比重，在高中物理相互作用教学中，教师不仅要掌握基础的物理知识，还要具有知识运用和解决问题的能力，这样才能增强学生的学习质量，提升学生的物理成绩。整体法是指将多个受力物理看做一个整体，系统的分析其中的相互作用力，能够降低解题难度，使学生获得正确的解题思路。因此，教师应教授学生运用整体法解决物理问题，锻炼学生的思维转化能力，促进学生物理综解题能力的提高。

关键词：高中物理;相互作用;受力分析;整体法

众所周知，高中物理难学。首先难在力学，三个基本的力学习完之后，就必须要对选作研究的物体受力分析，要研究的物体可以是一个，也可以是多个。若为多个物体，就必然存在相互作用力，如果逐个物体受力分析，受力比较少也还不算麻烦，若受力个数比较多，则操作起来很麻烦，所以可以采取多个物体一起受力分析，称为选作整体，整体法解决相互作用中的题目。整体法的好处：可以将物体间的相互作用力抵消。弊端：无法求解物体间的相互作用力。本文就高中物理相互作用中如何利用整体法解题做一个归纳总结。

一、整体法在平衡问题中的应用

力的平衡问题一直是学生难以理解的部分，大部分教师在处理平衡问题时会借助图像分析受力部分，在直接告诉学生解题方式，这种方法不利于学生理解，无法获得良好的教学效果。因此，教师可以运用整体法为学生解决力平衡的难题。平衡问题的力学特征：物体所受合外力为零。平衡问题的运动学特征：物体做匀速直线运动或处于静止状态。若运动状态一样，同为静止，同为匀速直线运动，可选作整体，此类型属于简单题型。若一个物体处于静止状态，另一个做匀速直线运动，也可以选作整体去分析。

例1：如图所示：质量为M的楔形物体A静置于水平地面上，其斜面的倾角为θ。斜面上有一质量为m的小物体B，B与斜面之间存在摩擦，用平行于斜面的恒力F沿斜面向上拉B，使之勻速上滑。在B运动的过程中，楔型物块A始终保持静止。关于相互间作用力的描述正确的是（    ）

A. B对A的压力大小为mg-F

B. B对A的摩擦力大小为F

C.地面受到的摩擦力大小为Fcosθ

D.地面受到的压力大小为

分析：此题中A、B选项要求对B物体隔离分析，这个属于很基本的受力分析解题，而C、D选项则要求对A物体受力分析，再由牛顿第三定律得到地面受到A施加的摩擦力和压力。我们仍可以对A、B整体分析，原因是A、B单独受力分析，都是合外力为零，把A、B受到的合外力加在一起，合外力依然为零，好处是可以把A、B间的相互作用力抵消，只剩下A、B整体以外的力合外力为零。A、B整体的受力分析如上图，则可快速得到fA=Fcosθ，NA=（M+m）g-Fsinθ

二、整体法在非平衡问题中的应用

在运用整体法解题的过程中，要保证实质性的内容不够影响，不用考虑力中复杂的作用力和运用过程，如在动量守恒定律、动能定理中可以直接从整体上思考问题。但在解题过程中，需要指导学生选择恰当的研究对象，分析研究对象受到的力，根据已知条件列出算式，以此来简化物理问题，增强学生的物理解题能力。多个物体中的非平衡问题，至少有一个物体不处于平衡状态，如何运用整体法解题。

例2：如图所示为杂技演员“顶杆”表演，一人站在地上，肩上扛一质量为M的竖直竹竿，当竿上一质量为m的人以加速度a（a

分析：m的受力不平衡，M的受力平衡，要求竿对“底人”的压力，则需要转换研究对象研究M的受力，因为a

例3：如图所示，质量为M、倾角为α的斜劈形物体放在水平地面上，质量为m的粗糙物块以某一初速度沿斜劈的粗糙斜面向上滑，至速度为零后又加速返回，而物体M始终保持静止。则在物体m上、下滑动的整个过程中（    ）

A.物块m上滑所用的时间大于下滑所用时间

B.物块m下滑时受到斜劈的作用力竖直向上

C.地面对斜劈M的摩擦力先向左后向右

D.地面对斜劈M的支持力总小于（M+m）g

分析：此题的C、D选项，可以用整体的受力提供部分的加速度得到地面对斜劈M的摩擦力和弹力。m在上滑和下滑的过程中都是沿斜面向下的加速度，将m的加速度沿水平方向和竖直方向分解，则可得到整体的受力水平向左有地面对斜劈的摩擦力产生水平加速度，得到摩擦力方向一直向左;整体的受力竖直向下有合力产生竖直加速度，得到弹力小于二者重力之和。

三、小结

整体法的应用从一方面来说，简化了力学中的相互作用问题;从另一方面来讲，从单一物体到多个物体，也是从思维上提升了学生的能力。如果学生加以掌握，必定会有很大的收获，不过在使用前，必须对整体隔离法要完全理解，才可正确使用。

参考文献：

[1]周付豪.议高中物理力学解题中整体法的运用[J].文化创新比较研究，2018，2（25）：191-192.

[2]陈海兰.高中物理“相互作用”实验及教学研究[D].安徽师范大学，2018.