高中物理力学解题中整体法的运用

刘闽宏

摘 要在高中物理之中，力学是非常中重要的一部分内容，而这类题目的解题重点主要在于物理的受力分析。对于绝大多数学生来说，物体的受力分析都是一项难点，特别是几个物体的受力分析。为了有效解决这一问题，整体法应运而生，它可以化繁为简，帮助学生快速分析受力情况。基于此，本文就將重点对其进行分析，以供参考。

关键词高中物理;力学解题;整体法;运用策略

中图分类号：G632 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2020）13-0097-02

在高中物理力学中，知识内容都非常复杂，学生必须要有相对比较清晰和宏观的解题思路才能够保证做题准确率。在这之中整体法就是一种非常全面的解题方式，同时也是一种逻辑思路，它可以帮助学生在解题当中精准快速地找到入手点，以此减少错误思维，提升解题效率。整体法主要引导学生从整体视角出发对具体的物理规律进行观察，以此在明确各个物体之间联系的过程中轻松解决问题。使用这种方式可以有效减少学生思维的混乱性，并能够简化物体受力过程，从而有效提取信息，掌握和理解具体的内容。

一、整体法概述

整体法本身具有很大的特殊性，在使用这一方式解题时不需要将受到的所有力的具体作用全部都详细分析一遍，只需要在特定的条件之下把联系相对比较紧密的物体看作一个整体，以此再去详细分析整体的受力情况。它重点讲究的是从局部再到整体，通过对其整体运动过程中及物体进行分析，减少具体的研究对象，简化物理模型。

二、运用意义及误区

（一）意义

高中物理力学属于最基础且最重要的一部分内容，在这之中包含有很多难点和重点知识，比如绝大多数力学问题之中的物体受力都非常复杂，同时解题难度非常大，所以导致学生经常在面对很多问题进行求解时就会陷入困境。所以找到一种简便且正确的学习方式对于提高学生物理力学成绩来说具有很大的现实意义。力学分析就是依照题干的具体要求对某个物体的受力情况作出具体分析。虽然物理教材之中的学习内容和生活当中的一些现象之间有着很大的联系，但是力本身是无法触摸到且又客观存在的，对此在实际解题当中，学生都需要在图上标示出来全部的受力方向从而去判断物体受力的具体状态，防止出现遗漏的情况。但是对于一些相对比较复杂的物体，直接在图上标注出所有的受力可能会使受力分析出现严重的混乱情况，由此给解题过程带来阻碍。但是在使用整体法之后就可以有效解决这些问题，同时将原先复杂的受力转化成简单的受力，并在整体带入的方式引导下处理好具体的受力情况，降低了因为受力过于复杂而影响到解题效率及解题质量的情况。同时教师在教授力学这节内容时，通过整体法讲解，可以实现对整个章节内容的系统性学习，同时促进教学过程发展。

（二）误区

力学是高中物理当中最重要的模块之一，既是重点也是难点，在具体解题时，其核心是分析物理所受力，同时分析物体受力之间的关系，对此这就需要学生具备良好的整体性观念，在具体解决当中能够从整体性和综合性出发，客观去看待物体之间力的基本关系，以此做出准确判断。但是一些学生在具体解题时，没有意识到整体性的整体性质，同时对于物理所受力的判定方式相对比较单一，或者是从多个角度和方面去对物体受力进行分析，忽视了力本身的统一性，尚未把整体受力作用及局部受力作用区分开进行分析。由此存在既忽视了整体，也没有重视起局部的现象。

三、运用策略

（一）在物体相互作用中的运用

在解答力学问题的过程中，相互作用的题目其中通常都包含有静摩擦力、摩擦因数、共点力平衡以及滑动摩擦力等内容，这些在力学题目当中占有非常重要的地位。通过整体法的运用可以有效解决这类题目。

例1：假设某根绳子被挂在倾角是 斜面上的木板上，其质量为M，这时候小明（质量是m）站在这个木板的最下方想要测试自己的速度。在这之中他为了能够确保自己和这个斜面的相对位置不变就在绳子被解开的一瞬间用力往上沿着木板快速飞跑。如果这个人本身的质量是整个木板的1/3，那么小明在沿着木板往上跑的过程中其加速度是多少？

解析：由于他并未和斜面之间出现相对位移，所以我们就可以直接将小明和木板之间所产生的作用力作为内力，不拿出来具体分析。要想运用整体法解决这一问题，就必须要把木板和奔跑的小明当作是整体研究对象，然后再去对其具体的受力情况进行分析，同时画出来具体的受力分析图示。因为重力给他们带来了影响，所以把力分解之后就能够得到其整体沿斜面向下的力是 。通过牛顿第二定律就能够直接得到 ，在这之中 ，所以 。能够发现在使用整体法去分析和解题问题的时候，不但可以直接把整个过程实现更加简单化的分析，还可以将其中的各项干扰条件全部省略掉，以此更加快速地找到解决问题的方式，以此提升解题效率。

例2：在某一平面上放置了一个有斜面的三角形木板，其质量为m，先把一个木块放在三角形其倾斜角是 的一边，其质量是 ，然后再把另外一个木块放在三角形倾斜角是 的一边，质量是 。已知 ， 。假设这两个木块都静止在这个三角形的木块上面，那么这时候其三角形斜面受到的摩擦力和支持力分别是多少？

解析：由于这两个木块都是静止状态的，所以这就能够得到两个木块和斜面的作用力都是内力，由于在做题的过程中并不需要关注内力的内容，所以通过整体法去解决是非常容易的。这时候把三角形斜面和木块都看作一个整体，对其整体的受力情况进行分析，可以最终得到整体受到了 的重力，又因为这个整体本身是处在静止状态之中的，所以其支持力就是 。

（二）在运动过程中的运用

对物体运动情况进行正确分析是所有高中生学习物理必须要具备的一项重要能力，而力就是导致物体运动最关键的因素。在对整个运动过程进行分析的时候可以通过三种方式去分析，即单个物体的单段运动、单个物体的多段运动以及多个物体的多段运动。这些都能够通过整体法去进行探究。

（1）动能定理

因为动能定理都是和总功、初始速度、最终速度之间有很大关系，所以只要是这几个部门组成的系统进行运动时，就可以直接将其看作是一个比较大的整体，然后再通过整体法对其进行分析和处理。

例3：某个木块从一个60°斜面下面的 处开始运用不变的速度持续往上滑动，整个木块其质量是m，当其滑到距离 点s的P处时，这时候木块所拥有的动能就是E，然后一直不断往上滑动。在其木块滑动到Q点的时候其动能变成零。然后它开始往下滑动，在达到OP的重点Y的时候，发现和通过P点时候的动能是一致的，已知斜面和物体之间具有摩擦力（μ=0.6），求PY之间的距离。

解析：在解答这道题目的时候，如果把所有点的运动状况都拿出来进行详细分析，学生基本都会出现严重的混乱现象，同时还会影响到具体的解题思路，从而把题目做错。从其题干之中能够发现，木块的整个运动过程，重力、滑动摩擦力一定会一起伴随着木块运动，同时还会给木块做功。但是重力给其做的功主要是和塑料块的始末位置之间有很大的关系，摩擦力给其做的功主要出现在整个运动过程 ，所以依照动能定理就可以得到：

在具体做题的时候一定要学会从整体入手，并要具备整体观念，将已经知道的条件全部进行重组，这样在明确了基本的思路之后再依照相对应的物理内容去分析和解决问题，最终就可以有效提升解题效率。

（2）动量守恒

例4：假设小明的质量是m1，小华的质量是m2。他们要想在滑冰的过程中再添加一个传递球的运动，小明先把手中的球传给了小华，然后小华再把球回传给小明，这样在进行多轮传递之后球还是没有掉落，最后把球传给小华，游戏结束。将球的质量设为m，那么在球停止传递的那一刻，小明和小华之间的速度有着什么关系？

解析：从题目当中能够得到，小明和小华都是在冰面上，所以其摩擦力基本可以看作是零。这时候通过整体法就把这两位当作是一个整体，其受到了一个大小是零的合力，所以这和动量守恒基本是相符的。在该运动最开始的时候，物体本身是保持着一个静止的状态，所以其动量就是零，然后再到游戏结束的那一刻，小明同学的速度就是v1，小华的速度就是v2，所以这时候就可以得到动量是 ，依照动量守恒就能够得出来 ，因此最终 。

（三）在力的平衡问题中的运用

在力学当中力的平衡问题是非常重要的一项内容，同时也是学生们最头疼的问题。原先教师在教学中都是使用单一性的教学方式，无法帮助学生更加深入地了解其知识内容，所以教学效果都不理想。但是在使用整体法之后，有效改善了原先教学中存在的弊病，整体教学效果十分显著。一般在解答题目的过程中经常还会运用共点力的平衡条件去分析物体都受到了哪些力，然后将具体的受力分析图画出来，最后再通过合成法或者是三角形法处理整个问题。

例5：在一个水平面上防止一个木块D，把通过定滑轮的一个细绳子系在木块D上面的木块 上，整个滑轮到D再到 之间的绳子是水平的。现在假设 和D的质量都是m，同时其中的动摩擦因数和D与桌面之间的动摩擦因数均为μ，将滑轮的质量以及轮轴的摩擦忽略掉，通过一个水平向右的力F去拉D，那么D就开始做匀速运动，那么这时候F的大小应该是多少？

解析：在解答这一题目的过程中，必须要使用整体法去解题。从题干当中就能够知道 ，因此这时候就要把 看作是研究对象，以此就可以得到 ，因此 。

四、结束语

总的来说，整体法作为一种综合性的解题方式，它通过对高中力学问题进行分析，可以帮助学生快速明确题目当中所涉物体的具体受力情况，或者是整个运动过程的受力状况。在这一方式之下对物体运动规律进行挖掘，可以有效减少推算的过程，简化解题步骤，提升做题效率。

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