试论高中力学解题中整体法的应用

【摘要】物理作为极富逻辑性与抽象性的学科，需要学习的理论概念很多，对应的解题技巧掌握也是学生学好物理的关键.本文以案例分析的方式，讨论高中物理力学解题中整体法的应用，以期分享经验，引导学生更好的掌握力学解题技巧.

【关键词】高中物理；力学；解题技巧

1 引言

力学解题是高中物理学习中的重要内容，但受力学知识抽象性和逻辑性较强的影响，解题难度较大，而在力学解题中引入整体法，则能够将力学问题的解题思路与过程简化，让学生更好地将所学知识融会贯通，同时提升解题效率.

2 用整体法求解物体平衡问题

涉及物体平衡状态下的受力情况的题目，在高中物理学习及高考中较为常见，而整体法也是解决此类题型较为常用的方法.

例1 如图1所示，两个质量都是m的小球A、B用轻杆连接后斜放在墙上处于平衡状态.已知墙面光滑，水平地面粗糙.现将A球向下移动一小段距离.两球再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，地面对B球的支持力N和轻杆上的压力F的变化情况是（ ）

（A）N不变，F变大. （B）N不变，F变小

（C）N变大，F变大（D）N变大，F变小

解 如图2所示，对整体进行受力分析，

竖直方向：N=2mg，

移动两球后，仍然平衡，则N仍然等于2mg，所以N不变，

再隔离A进行受力分析，根据平衡条件，轻杆对A球的作用力F1=mgcosθ，

根据牛顿第三定律可知，F=F1，

当A球向下移动一小段距离，夹角θ增大，cosθ变小，

所以F增大，故选项（A）正确，（B）（C）（D）错误.

小结 本题主要考查了力的合成与分解的运用和共点力的平衡问题.这一题目解题中，先运用了整体法，对整体受力情况进行分析，确定了地面对球B的支持力不变.又结合了隔离法，通过隔离分析，对杆子对球的作用力变化情况进行了分析.

3 用整体法求解连接体的问题

学生要解连接体问题需同时分析多个对象，各对象间的相互作用力关系也较为复杂.因此，解题难度较大.但是如果学生采用整体法就可以简化解题过程，通过针对性分析完成解题.

例2 如图3所示，光滑水平面上放置着质量分别为m和2m的四个木块，其中两个质量为m的木块间用一不可伸长的轻绳相连，木块间的最大静摩擦力是μmg.先用水平拉力F拉其中一个质量为2m的木块，使四个木块以同一加速度运动，求轻绳对m的最大拉力.

解 要想使四个木块一起加速，则任意两个木块间的静摩擦力都不能超过最大静摩擦力.

设左侧两木块间的摩擦力为F1，右侧两木块间的摩擦力为F2，则对左侧两个木块：

对2m有：F1=2ma①，

对m有：T－F1=ma②；

对右侧两个木块：

对m有：F2－T=ma③，

对2m有：F－F2=2ma④；

联立可得F=6ma，

四个物体加速度相同，由②+③得：

F2－F1=2ma⑤，

可知F2＞F1，

故F2应达到最大静摩擦力，由于两个接触面的最大静摩擦力为μmg，

所以应有F2=μmg⑥，

联立解得T=34μmg.

小结 首先要明确哪个物体最先达到最大静摩擦力，再由整体法和隔离法求出拉力.要让四个木块一块做加速运动而不产生相对运动，m与2m两接触面上的静摩擦力不能超过最大静摩擦力，而分析各木块的受力可确定出哪一面上达到最大静摩擦力，在此基础上再结合牛顿第二定律即可求得最大拉力.

4 结语

总之，在高中物理力学题目的求解过程中引入整体法，可以让学生在解题中简化分析过程，准确把握解题关键技巧，进而引导学生学会从更宏观的角度解决力学问题，这对于拓宽学生解题思路，强化学生力学知识掌握情况都有积极作用.

参考文献：

[1]唐忠.高中物理力学解题中整体法运用分析[J].数理天地（高中版），2024（04）：29-30.

[2]刘青.高中物理解题中整体法的应用研究[J].数理化解题研究，2023（36）：92-94.

[3]吕娟.高中物理解题中整体法的应用[J].数理天地（高中版），2023（14）：18-19.

[4]王辉.整体法和隔离法在高中物理解题中的应用思路[J].数理化解题研究，2023（19）：126-128.