整体法和隔离法在高中物理解题中的应用探讨

在中学物理解题思路中，较常用的就是整体法和隔离法，如果能熟练地掌握这两种办法，同时能在解题过程中灵活地运用起来，便能快速地解题，并达到事半功倍的效果。本文对整体法和隔离法在高中物理解题中的应用进行探讨，列举了两种方法在多物体整体和多过程整体两种题目中作答思路及选择哪一种方法能迅速作答。

在高中阶段的物理解答力学问题时，常常会遇到这样一个情况：题干中给出的被研究对象是由几个互相关联的物体构成的一个体系，而不是一个单一的物体。通常情况下，解答该类问题会采用隔离法，所谓隔离法，即是将物理问题中部分研究对象或过程、状态从整体中剥离出来寻找规律的一种研究方法。隔离法有两种类型：一是对象的隔离，即为寻求与某物体有关的所求量与已知量存在何种关系，并将其从整体中单独隔离；二是过程的隔离，整体部分的各个物体中往往有相互间的运动过程，要想分析出其中涉及的物理量，就要将该物体的运动过程从整体中剥离分析。但是在实际解题过程中也有不少的题仅仅依靠隔离法是很难解决的，且过程也极其繁琐，甚至无从着手。这就要依靠物理中常用的另一种方法：整体法。即将整个系统当作一个整体作为研究对象进行受力分析并求解，使原本复杂的问题简单化，问题也迎刃而解。整体法也分为两种情况：一是当不涉及整体中某一个物体的力和运动时，而是研究整体；二是研究运动全过程。

整体法和隔离法在高中物理解题中的应用

多物体的整体

针对单一物体构成的整体，可运用牛顿第二定律：F=ma，而针对两个甚至两个以上的物体构成的整体，该定律照样适用，其公式为：

所以答案选择B。

题型解析：解答改题目的重点是寻求各个物体间的受力情况，并求解出系统间的内力值的大小，单一地运用整体法或者隔离法是无法求得结果的，只能巧妙地运用两种方法和部分整体法才能让计算分析过程简单化，从而快速解题。

多过程的整体

我们在解答遇到的物理问题过程中，一旦遇到了多个运动过程时，就要合理地运用隔离法将此类问题分解成多个单一过程逐一分析。但这种方法要求我们必须要把每一个过程分析的十分透彻，并列出每个过程的方程并求解，这种方法十分繁琐，加上方程个数多，还要对运用过程逐一分析，所以在计算过程中错误率十分高。如果在解题过程中我们能寻找到他们共同遵守的某些规律，比如说动量守恒定律和机械守恒定律等，则可以将每一个过程当做一个整体，列一次性方程来解答，避免繁琐的中间过程分析和多组方程，从而提升作答效率。

例二，一质量为M，在光滑水平面上静置内壁间距L的箱子，箱内中间位置置放质量为m的小物块，小物块与箱底板动摩擦因素为u，如图2所示。接下来给小物块水平向右的初速度v，小物块与箱壁碰撞N次后又恰好回到箱内正中间，并与箱保持相对静止。假设碰撞过程是弹性的，那么在该运动阶段内，整体损失了多少动能（ ）

答案为：BD

题型解析：解答改题目的重点是抓住重复运动的特点，如果采用隔离法逐步分析每个运动，就十分繁琐，并且题目中并未准确地给出碰撞次数。相反，如果将N次碰撞过程当做整体，而在解题过程中不考虑碰撞问题，则只用找出系统初末状态即可将问题最简化。

整体法与隔离法的对比应用

整体法与隔离法的应用可以综合考虑后选择，对于有些物理题可以使用整体法，也可以使用隔离法，当然也不排除先整体后隔离的方法。选择合适的方法势必会事半功倍，并且更快速转换思想求解问题。以例三为例，如图3所示，一质量为M，长度为L的木板放在倾角为θ的光滑斜面上，若质量为m的人以加速度1 a在木板上奔跑时，求解当木板静止于斜面上时加速度1 a为多少（假设人在奔跑过程中，不与木板打滑）？当人与斜面一直保持相对静止时，假设人在奔跑过程中，不与木板打滑，求解这一过程中木板的加速度2 a？

结论

针对我们中学生来说，什么情况下采取整体法，什么情况采用隔离法一直很难抉择，拿到题目一般情况下很难在第一时间做出判断该选取哪一种方法。通常情况下，有以下几种情况则采用整体法：当求解问题只涉及研究整体而不考虑其他部分的细节时；当求解问题只涉及运动整个过程而不考虑其他部分的运动时；当求解问题只涉及某个物理规律（比如说：机械能守恒定律、动量守恒定律等，如例二）；当整体各个物体有不同的加速度，但是求解问题不涉及内力时。如果所求问题是以下几个，则优先选取隔离法：整体中某个物体承受的力或者运动情况；整体中个物体间有不同加速度且求取的物理量涉及到内力。但是，在实际解题过程中，并不是单单使用某一种办法就能解答的，两种方法在解题时各有各的优点，要具体问题具体分析，根据题干中的已知条件合理地灵活地运用并交替运用，打开解题思路，不要局限于某一种解题方法，提升解题能力。

参考文献

[1]徐慧.浅谈动力学问题中整体法与隔离法的应用[J].中学物理，2012，30（6）：62-64.

[2]许卓淋.浅析隔离法和整体法在高中物理解题过程中的应用[J].青年时代，2016（24）：222.

[3]张曦霞，杨德华.隔离法和整体法在连接体中的应用[J].教育界（高等教育研究），2011（1）：161.

[4]黎国胜.高中物理“整体法与隔离法”的教学难点及突破[J].基础教育参考，2012（18）：53-55.

[5]劉颂婷.高中物理解题方法指导之连接体——整体隔离法[J].教师，2012（19）：70-71.

（作者简介：夏茂林，四川省绵阳中学。）endprint