探究高中物理力学解题中整体法的运用

张小光

摘 要：本文主要以探究高中物理力学解题中整体法的运用为重点进行阐述，结合当下高中物理力学单元教学实际情况为依据，首先分析高中物理力学解题中整体法的运用现状，包括整体法概述和力学解题流程，其次从物体相互作用中运用整体法、物体运动中运用整体法、力学的平衡条件中运用整体法几个方面深入说明并探讨高中物理力学解题中整体法的巧妙运用，进一步强化物理力学解题中整体法的运用实效性，旨意在为相关研究提供参考资料。

关键词：高中物理;力学解题向;整体法;有效运用

对于高中物理的教育教学，整体法为关键的解决问题方式，其主要是立足于整体视角分析事物的内涵和发展倾向，系统认知物理领域的一个过程。然而在解决问题期间，要细致的审题，判断题目是否可以使用整体法进行思考，加强解决问题的质量。力学为高中阶段物理知识的有效组成部分，在考试占据比较大的分值，所以要想强化物理力学的解题效率，便应该掌握对应的解题技巧，通过整体法的理念处理问题，确保问题处理思路足够清晰，全面提高学生学习的成效。

1.高中物理力学解题中整体法的运用现状

1.1整体法概述。物理学中可以固态、液态与气态视作整体，并且可以把多个物理过程形成的现象划分为整体[1]，换言之整体法作为局部到全部的一种动态分析过程，归属于综合类思维的范畴，需要在整体的视角中了解物理现象本质，之后把存在关联的多个物体加以组合，完成问题的解决目标。

1.2力学解题流程。首先，分析受力点。在力学解题期间，学生应该把研究对象在某种环境下受到的外力条件整理出来，并且绘制受力图形，分析受力点，作为解决力学问题的关键点。

其次，选择研究对象。在力学解题过程中，要结合题目的条件，在整个体系中分离需要研究的物体，对其加以受力分析，选取的物体要和附近的环境进行关联，已知条件越多越好。针对部分繁琐的问题而言，因为物体各个部分之间会存在制约性，某种情况下要分离多个对象才可以解决问题，所以在研究对象的选择上要按照题目的含义进行[2]。最后，观察题目中的环境设置。力学问题的解决，不仅要思考重力，还应该思考物体和研究对象之间的联系，只要和研究对象存在关联的环境都要进行分析，不能直接关联的环境便不需要思考。之后结合重力和摩擦力的条件加以力学研究，结合力产生的环境和物理规律明确力的方向以及作用点，还需要思考物体运动状态是怎样的，包括平衡状态和加速状态，依据物体的状态甚至可以判断力的存在与否，以及力的具体方向等等。

2.高中物理力学解题中整体法的巧妙运用

2.1物体相互作用中运用整体法。教师要给学生介绍整体法的概念和特征，之后借助案例帮助学生进行整体法的有效运用。比如力学问题：一个木板在绳子的作用下拴在倾斜角为a的斜面上，一个运动员以检测自身运动速度为目标，站在木板之下，在绳子断开时顺着木板向上奔跑，确保自身和斜面相对的位置不出现变化，若已知木板的质量是运动员质量的3倍，则运动员在奔跑过程中产生的加速度应该是多少？针对此问问题，教师要给予学生一定的思考时间，引导学生思考运动员和斜面之间的位置相对不变，可以得到哪些结论，也就是运动员和木板之间存在的作用力可以忽略不计，将其视作内力[3]。然后带领学生画出题目的分析图，在重力的影响下，把力进行分解会得到运动过程中整体顺着斜面朝下的力为（M+m）gsina，再结合牛顿定律第二定律写出关系式，即（M+m）gsina=ma，把M=3m的條件代入，可以得到a=4gsina。由此在物体相互作用中运用整体法，降低题目的难度，巧妙的把力学题目进行化简处理，便于提高解决问题的正确性。

2.2物体运动中运用整体法。在高中物理力学的解题结构中，整体法的运用十分常见，有些题目可以通过整体法加以处理，尤其是物体的运动过程，如动能定理问题的运用。由于动能定理仅仅和总功和初速率与末速率相关，所以针对几个物体形成的运动过程，可以将其视作整体，通过整体法解决问题。也就是说学生针对力学和物体运动相关的问题，都可以思考整体法的实用性，简便的计算出题目答案[4]。

比如问题：一个物体以固定的速度与在倾斜角a为60度的斜面底部P向上滑动，在物体滑动在距离底端P点L位置的Q点时，动能记作E，之后继续滑动，达到N点时相应的动能转变为0，促使物体向下滑动，达到PQ中点Y时，物体产生的动能和Q点相同，若已知物体的质量是m，斜面和物体之间存在摩擦因素μ=0.6，那么QN的距离是多少？

在解决问题过程中，教师可以引进整体法，也就是把物体的运动过程视作整体，物体在重力和滑动摩擦力的作用下，会对其做功，且重力做功集中在物体运动最初和结束的高度差上，摩擦力集中在+2LQN，结合动能定理可以得到mgsin600-（+2LQ）μmgcos600=0，计算出QN的距离是。由此在动能定理中的力学物理题目中使用整体法，把已知条件进行整理，明确解决问题的思路，进而加强解决问题的效率。

另外，针对力学解题，整体法还可以作用在动量守恒的问题上，教师在日常的生活中要善于给学生创设环境，和学生有效的互动沟通，促使学生在互动中了解到物理规律，证明动量守恒定律，扩展学生解决问题的思维空间。比如排球游戏，通过学生之间的多次排球传递，引进动量守恒的概念，引导学生将学生和排球视作整体，以合力为零的理念设置动量守恒的结构图，加深学生对整体法的领悟和掌握。

2.3力学的平衡条件中运用整体法。针对整体法在高中物理力平衡的相关问题运用中，要结合共点力平衡条件绘制物体受力分析图，之后通过合成法或者力三角形法则进行分析[5]，在实际教学中，教师要给学生布设问题情境，促使学生在解决问题期间可以巧妙的运用整体法，提高学生对力学平衡问题的掌握。

比如题目：水平桌面上存在一个木板M，通过和定滑轮的细绳以及叠放在上面的木块N进行连接，且滑轮到M和N两端的绳子保持水平，若M、N之间和M和桌面之间的动摩擦因数都记作μ，而两个木板的质量设置为m，在不考虑滑轮质量以及轮轴摩擦的情况下，选择水平向右的力F拉动M，促使其保持匀速运动，则水平向右的力大小应该是多少？

解析，利用整体法解决实际问题，结合题意，F=2Y+2μmg，所以把N视作研究对象，得到Y的表示式为μmg，所以F=4μmg。

结束语：综上所述，整体法在高中物理力学解题过程的有效运用，应该明确题意，选择对应的研究对象，排除不必要的条件，整理解决问题的思路，通过物理知识处理好实际问题。并且时刻关注整体研究对象的选择，清晰明确解题思路，确保学生可以通过力学的定律以及相关公式简化问题的解决过程，全面凸显整体法语用的优势，提高高中学生解决问题的质量，发展学生综合实践能力。

参考文献

[1]余敏.浅析高中物理受力分析整体法与间隔法[J].中学生数理化（学习研究），2017（2）：24-25.

[2]刘乐舟.整体法在高中物理力学解题中的应用[J].高考，2018（20）.

[3]崔兰兰.如何建立'先整体后隔离'的思维[J].中学物理教学参考，2017：97.

[4]周来友.“假设”诚可贵“证明”价更高——以一道典型力学题的正解和错解为例[J].中学物理教学参考，2017（23）：28-31.

[5]周来友.“假设”诚可贵、“证明”价更高——以一道典型力学试题的正解和错解为例[J].数理化解题研究，2018（16）.