议高中物理力学解题中整体法的运用

徐宝林

(浙江省乐清市大荆中学 325615)

在高中物理的学习阶段中，力学是一个传统而重要完善的体系，学生在学习过程中需要完全掌握相关物理理论知识以及培养物理力学常见解题性思维，如此才能保证学生将所学知识能够正确应用而不是照本宣科，不求甚解.学生需要具备良好的物理素养，不仅在物理理论知识方面还应在解题思路方面有所建树，而整体法是物理学中一种分析力学模型的常用方法，能够让力学问题的解决事半功倍，因此良好的物理解题思路也需要学生花费时间来做.

一、高中物理力学问题解答中整体法的价值

对于力学问题，受力分析是学生的必备技能，也是力学问题解题的最为基础最为重要的部分.在力学问题中不论问题的题目有多长或者有多么复杂都需要学生对系统中的每个小模型进行受力分析，这证明了受力分析的重要性，但是受力分析对学生来说也是难点部分，一旦分析出差错将会产生连带反应，整个问题逃不过运算出错的结局.

如果无法正确快速的解决物理力学问题那么一部分学生是因为无法掌握基本的受力分析方法，但是大部分学生是拥有良好的物理理论基础的，他们对力学分析问题还出错更大部分原因是习题模型太过复杂，在复杂中混乱了解题思路或者解题数据，进而导致出错.对每个小模型进行详细分析会使这个题目运算量过大，如果对题目理解恰好不是那么透彻，那学生很容易在复杂中出差错，导致题目结果的错误.其实连接体题目所求结果可能不需要分析每个小模型所有的受力情况，或者不需要分析每个的受力情况，只需要将它们看成一个整体进行受力分析，这就是整体法的应用过程.

整体法解决问题的核心思想是将学生对小模型的局部的受力分析转变为小模型组合成的整体的受力分析，从局部延伸到整体是化繁为简，极大的缩减了学生对力学习题的解决时间，降低学生对物理模型分析错误的可能性，提高正确率，让学生在做题中收获到满足感，增强对物理的学习兴趣，有利于学生的未来发展.同时在应用整体法的过程中，需要学生具备良好的逻辑思维能力，保证解题的顺畅，在解题同时锻炼自己的逻辑思维能力.

二、高中物理力学中，整体法的具体应用

例题在极其粗糙的水平面上放置一个质量10千克的光滑斜面物体，现在有一个质量为5千克的小铁块被固定在光滑斜面体的上端，其中斜面体的倾斜角度为30度，现将小铁块从顶端沿斜面自由下落，请问这个光滑斜面体受到多大的地面静摩擦力和地面支持力？(g=10m/s)

分析过程此类问题是力学问题中的经典，也是学生练习中的常见类型，许多学生不会对此感到陌生，这道题也有多种解法，但是如何寻找到最快最佳的解题方法是高中学生在物理学习中需要学习的关键.而对于这道题目我们要首先圈划出出几个重点关键词“粗糙”、“光滑”，这两个词是题目的大背景前提，而后要划出10千克、5千克、30度，此题运用到的基本公式是a=gsinθ，小铁块在向下滑的过程中受到重力和斜面体提供的支持力，两个力合起来是为小铁块提供沿斜面向下的加速度，而对于斜面体来说，它受到的力为竖直向下的重力和小铁块与斜面垂直向下的压力和粗糙平面给予的支持力与摩擦力，对于模型的各项受力分析都已经完成.题目要求斜面对水平面的摩擦力和水平面予以的支持力，主要考虑斜面和水平面的受力情况，此题可以应用整体法将斜面和小铁块结合在一起分析，那样就只用考虑重力和支持力，还有小铁块的失重.

解答：设斜面体的质量为M=10kg，小铁块质量为m=5kg.

支持力：(M+m)g-mgsin30°sin30°=137.5N方向竖直向上

摩擦力：mgsin30°cos30°=21.7N

点评如果此题不采用整体法将会增加大量的运算，同时此题的易错点为忘记考虑小铁块的失重，进而导致支持力计算的错误.在这些运算过程中如果没有清晰的思维，极易出现错误，而且大量的运算浪费时间，在力学知识体系中，整体法是不可或缺的一部分.

三、整体法的局限

整体法如果可以在题目中应用当然会很便捷，但是整体法还有自身一定的局限性，只有当模型系统内部各个模型在相互作用下维持一个平衡状态时，并且题目不要求求解模型系统内部的相互作用力时才可以应用.如果模型系统并没有达到平衡状态，学生仍然应用将会致使解题思路矛盾，解题出错，因此学生在学习时不能一味的追求便捷.题目在探讨两个模型之间的相互作用力时，整体法是不适用的.针对此类情况在物理力学题目中大致有三类可以应用整体法：1)系统达到平衡状态；2)非探究物体之间相互作用力的题目；3)题目解决包涵有力的大小和与力的方向一致的加速度时.当然实际情况应该依据题目中所给的信息来决定，根据相关信息，通过系统而理性的判断得到最终结果.

综上所述，整体法在高中物理力学问题的解决中占据着举足轻重的地位，想要节约解题时间，学生必须学会一些问题的简便解法，而整体法的应用可以将系统看作一个整体，有效的免去一些问题中复杂的受力分析过程，帮助学生节约解题时间，让学生能够更合理的规划考试时间，因此学生对整体法的学习势在必行.