物理思维方法

摘 要：物理整体隔离法是一种运用人类综合知识和思维的方法，也是多种基本思维方法的高度综合，层次深、理论性强、运用的价值高。整体隔离法是一种指对人类运用物理解决问题过程中的单个物体或单个思维过程中的问题进行综合分析、研究的一种思维方法。因此在人类应用物理学科学研究与教育学习中善于运用物理整体法与思维隔离法研究需要分析、处理和解决的问题，一方面主要表现为对知识的思维综合融会贯通，另一方面表现为知识与思维的有机组合。

关键词：整体法;隔离法;解题步骤;例题分析;思维启示

一.生活中的整体与隔离

说早年间北京有个年轻的后生骑着驴子进京赶考，骑的竟然是头年迈的老后生和驴子，行李放在自己身后的一个驴背上。这位年轻后生心善，见年迈的后生和老驴子既要用肩膀驮自己，还要舍得用肩膀驮身后的行李，于心不忍，便将身后的行李分别背在自己的一个肩膀上，再将行李骑在身后的驴背上，想办法帮老后生和驴子自己分担掉行李的自身重量。显然，这位善心的年轻后生和驴子还没能真正理解好民俗表演整体的隔离法和叠罗汉的隔离法。身后的行李虽然已经是他来自己背了，但是行李和他自身的重量最终还是压在了驴背上。这位年轻后生自以为这是帮了后生和驴子的忙，心安理得。但是很可惜老后生和驴子不能自己说话，否则就可能有人责怪这位后生是个好心的年轻后生，何必仅仅累了它，还要累自己。

二.整体法与隔离法的对比

整体法与隔离法作为物理学两种典型的科学方法，在动力学，力学，热学等部分都有使用，显示出了这两种方法很强的可塑多样性。

1.整体法特点

通过运用整体法分析的物理力学问题，可以从整体上弄清系统的整体受力运动情况和系统全过程的整体受力运动情况，从宏观和整体上准确地揭示了事物的受力运动本质和变体的规律，从而有效地避开了物理中间环节的繁琐和推算，能够灵活地分析和解决物理问题。通常在整体上分析各种外力对相对静止的物体和系统的影响和作用时，用的是整体法。

2.隔离法特点

容易让人看清单个受力系统中某一物体的由于受力运动过程物体运动变化情况或单个系统物体由于受力运动过程的物体运动变化情形，问题的发现处理以及使用操作起来比较方便、简单，便于专业初学者的训练使用。

3.整体法与隔离法的有机结合

整体分析法与时间隔离整体法不是相互对立的，在一般研究问题的具体分析求解中，随着研究问题对象的发展和转化往往两种分析方法可以交叉运用，相辅相成。所以，两种分析方法的运用要有取舍，并绝对的时间界限必须通过具体分析，灵活运用。

三.利用整体法与隔离法的解题步骤

1.整体法

①分析研究的系统或运动的整体过程。

②画出运动系统或物体的受力圖和其运动系统全过程的活动受力示意图。

③可以通过分析寻找一个系统物体与其他系统与其中的一个物体之间或者一个物体系统与其他一个系统之间的物体角度运动量和物体位置的相互关系，选择适当的方法根据具体物理数学规律首先列出一个相应的数学方程式并进行分析求解。

2.隔离法

①明确隔离研究的对象或过程、状态，选择合适的隔离研究对象.选择的原则是：一要包含所有待求量，二是要求所选问题中被隔离的对象和所列的方程数尽可能少。

②对隔离理论提出的运动研究进行对象、过程、状态的分析综合研究，画出某一运动状态下的受力图或某一个阶段的某一运动对象和过程的示意图。

③通过寻找未知物理测量与其他已知物理测量之间的相互关系，选择适当的已知物理测量并按规律地列出相应的方程进行求解。

四.典型例题

受力分析时，往往都是选取一些受力少的物体作为受力分析研究的对象，如果研究分析对象的物体是两个或多个的物体，一般都应该是直接采取先整体后直接隔离的整体分析顺序。对于任何能够直接采取隔离整体的都应该是采取直接整体隔离法，因为在对整体法的分析时，可以不需要考虑两部分之间的相互作用力，所以直接隔离整体法承受的作用力少。但是当研究分析对象的物体各承受两部分之间的相互作用力时，应该是选取直接隔离整体法。

如图所示，质量大小为m半径m的物体直角劈b将其放在一个水平面上，在直角劈的一个斜面，上放一质量为m半径m的物体直角劈a，用一沿斜面垂直方向上的摩擦力f作用于直角劈a上，使其沿斜面的方向匀速上滑，在直角劈a上滑的整个过程中，如果直角劈b相对于地面始终静止，则关于物体与地面对直角劈的关系是摩擦力f及物体的支持力n正确的表达式是（b）

这个题就可以用整体法，虽然小物块在运动斜面静止，但是小物块匀速运动加速度为0，斜面的加速度也为0，所以一般情况下连接体问题通常采用整体法，在求加速度的时候也采用整体法更简单。

五.整体法隔离法的思维启示

物理思维是一个层层递进的严谨思维，而物理思维方法是我们研究物理的工具，使我们有更多方便简单的解题思路，通过隔离法与整体法背后思维内涵，我们不难发现，其思维本质实际上是机械分割论的基础。通过了解整体法和隔离法，我们可以得到启示，学习中应努力做到物理方法与思维方法训练的紧密结合。因为学科方法与思维方法都是科学方法的重要组成部分，并且有密切的联系。没有物理方法，不足以表达物理学的脉络，没有思维方法的参与，无法体现物理学的灵魂。

参考文献

[1]胡扬洋.探析整体法与隔离法背后的思维内涵—兼论物理方法与思维方法教学相结合.湖南中学物理.2013年第5期.

[2]林曼虹.以“问题解决”为导向的高端备课 ———以“整体法和隔离法的交叉应用”为例.2018年第39卷第7期.

作者简介：

陆冠男（1999.1—），男，汉，江苏南京，南京师范大学，本科在读，专业：电气工程及其自动化，研究方向：电气工程及其自动化

通讯作者：李剑，南京师范大学电气工程及其自动化学院导师，研究方向：电路原理