妙用整体法 优化高中物理解题教学

沈宇峰

(江苏省吴江中学,江苏 苏州 215200)



妙用整体法 优化高中物理解题教学

沈宇峰

(江苏省吴江中学,江苏 苏州 215200)

在高中物理中，整体法是一个重要的解题思路，可以省略中间量的计算步骤，提升解题效率.本文在简要分析整体法的内涵以及结合物理力学分析其具体的解题思路的基础上，结合具体教学案例，探讨了整体法在研究对象、物理过程以及对象和过程的综合整体化三方面的具体运用，以期能帮助学生在解题过程中正确使用整体法，进而提升解题能力.

高中物理；整体法；解题；运用

在高中物理中，整体法是一个重要的解题思路，这种思维方式是将所涉及的多个过程、多个物体视为一个研究整体予以分析，省去了繁琐的中间量，降低了学生的出错率.但是，整体法的运用，需要仔细审题，注重方法使用的判断标准，才能准确发挥整体法解题技巧的实效性，而研究对象的选取正是解题过程中的重点，也是难点所在，如何帮助学生在解题过程中正确使用整体法，进而提升解题能力呢？本文从如下几方面进行了有益探索，现与同行共同探讨如下：

一、认识整体法，剖析其内涵

所谓整体法，是指物理过程的实质在确保不会受到影响的前提下，将整个过程或多体系统看作为一个整体，可以忽视系统内部的个体间的运动效果和系统内部的受力情况，从整体层面把握问题，可以省略中间量的计算步骤，从而准确快速的得出问题的计算结果，这样的解题方法在高中物理中较为常见.比如，动能定理、机械能守恒定律、动量守恒定律、功能定律等都可以整体过程考虑，不必拘泥于局部，在整体上把握问题，可以灵活地解决问题，有效优化解题过程.

在解题中使用整体法，不仅可以培养学生的整体思维，使学生能够着眼于问题的整体结构进行思考问题，从整体上分析问题，也能帮助学生灵活地解决物理问题，提高学生分析和解决实际问题的能力.

二、结合物理力学，理顺解题思路

首先，运用整体法解题要确定研究对象，待研究的整体对象的确定至关重要，不仅不能违背原有的物理内涵，同时也要结合题目中的具体情境科学选择待研究对象.其次是对选取的研究对象进行受力分析，这是重点也是难点，不论系统内各物体是分离状态还是联结状态，只要不考虑其内部的相互作用，只需分析整体所受外力的情况下，那么就能将这个多体系统看成是一个整体.最后是根据平衡条件、牛顿第二定律等已知条件列方程，简单算法.在大多数的题目中，都以求出沿某个方向的合外力、整体的加速度等情况，是很多题目的必须手段.

三、分析具体案例，内化解题运用

1.研究对象的整体法

案例1 如图1所示，直角支架AOB中，AO表面粗糙，OB表面光滑，将AO水平放置，OB竖直向下.将一质量为m的小环P套于AO上，相同质量的小环Q套于OB上，将一根不可伸长、质量可忽略的细绳将两环相连，并在某一位置平衡.现将P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，请判断：移动后的平衡状态和原来的相比较，AO杆对P环的支持力N不变，但细绳上的拉力T变小，是否正确？

可见，灵活选择研究对象是关键.在本题中，涉及的物体都处于静止状态，且不涉及物体间相互作用，故而研究分析时可以看作是一个整体，简化问题.但是，只有在研究系统外力的情况下，才能运用整体法求解，

2.研究物理过程的整体法

案例2 如图4所示，在一地面上，固定一光滑平台，长度为L.在该平台的中央放置彼此相接触的物体A和B.物体A的上表面是半圆形轨道，半径为R，且R

3.研究对象和研究过程的综合整体化分析

案例3 如图5所示，有一质量为m的木块下面用一根细线连接一铁块，铁块质量为M，一起浸没在水中，初期都停止，之后开始以α的加速度在水中下沉，经过时间t1以后，细线断裂，木块和金属块继续下沉，又经过时间t2以后木块停止下沉，求此时金属块的速度.

案例分析 木块和铁块一起以加速度α下沉，经时间t1以后两者获得一定的速度.细线断裂后，铁块向下作加速运动，木块则向下作减速运动.根据受力情况和运动变化的特征，即可根据力与运动变化的关系求解.首先将木块和铁块视作一整体，其所受外力恒为总重力与总浮

力，即F=(m+M)α.经过时间t1以后，细线断开，但系统所受的合力没有发生变化.以物体的过程作为研究对象，系统从开始运动到木块停止，整个过程中系统所受的冲量为(m+M)α(t1+t2).解题过程中，设所求的铁块速度为V，整个系统动量的增量即为MV，以整个系统为演技对象，运用动量定量，可得(m+M)α(t1+t2)=MV.

相比之下，这道题目如果运用功与动能变化的关系，或者根据牛顿第二定律进行求解，虽然也能计算出来，但远不如整体法方便、快捷.

综上所述，整体法解题技巧在高中物理解题过程中发挥着重要的作用.在平时的解题教学中，教师应有意识地渗透整体法技巧的运用，巧妙地选择研究对象与研究过程，为学生提供明确的解题思路.这不仅能帮助学生合理的简化计算过程，更能培养学生的学科素养.

[1]王力.议高中物理力学解题中整体法的运用[J].新课程导学,2012(08):66.

[2]杜鑫.高中物理的隔离法与整体法研究[J].教育,2017(01):246.

[责任编辑：闫久毅]

2017-05-01

沈宇峰(1979.11-)，男，江苏吴江人，大学本科，中学一级教师，从事中学物理教育研究.

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1008-0333(2017)18-0049-02