摘 要:在高中物理課程進(jìn)行期間,力學(xué)一直都是學(xué)生們學(xué)習(xí)的重點(diǎn)內(nèi)容同時(shí)也是一項(xiàng)非常難以理解的內(nèi)容,在學(xué)生們的物理學(xué)習(xí)任務(wù)中占據(jù)著非常重要的地位。在進(jìn)行力學(xué)學(xué)習(xí)期間,最重要的一點(diǎn)就是要理解其解題思路以及解題方法,進(jìn)一步提升自身的解題能力。本篇文章主要講述的就是對(duì)高中物理力學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中整體法的運(yùn)用。
關(guān)鍵詞:高中物理;力學(xué)分析;解題方法;整體法;運(yùn)用
高中物理教材總共分為幾大板塊,主要包括了力學(xué)、熱血、電磁、光學(xué)這幾項(xiàng)內(nèi)容,其中力學(xué)是非常重要的一部分,在考試中也占據(jù)重要的比例,物理老師以及學(xué)生們都相當(dāng)重視這一部分學(xué)習(xí)的展開。
一、 整體法在力學(xué)解題中運(yùn)用的重要性與優(yōu)勢(shì)
在對(duì)力學(xué)這一章進(jìn)行學(xué)習(xí)的過(guò)程中,力學(xué)分析是非?;A(chǔ)的內(nèi)容,也是貫穿整個(gè)力學(xué)的重點(diǎn),不但是學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)也是解題的重要工具。整體法與隔離法是在解決連接體物理問題時(shí)較好的方法。整體法是整體原理的實(shí)際應(yīng)用,從對(duì)物體受力的局部分析再到整體的研究,是具有一定的規(guī)律的。在具體解題時(shí),將幾個(gè)連接的物體看作是一個(gè)整體,再進(jìn)行力的分析,明確整體力的變化規(guī)律,使問題變得更加清晰明了,進(jìn)一步提升解題的速度與正確率。隔離法則是與整體法相反的一種解題方法,將一個(gè)連接在一起的物體分開看,對(duì)每一個(gè)物體的受力情況進(jìn)行仔細(xì)的研究,在實(shí)際的解題過(guò)程中,使用哪種方法進(jìn)行解題要根據(jù)具體的題型進(jìn)行判斷。
在力學(xué)解題中使用整體法進(jìn)行解題,將難題簡(jiǎn)單化,我們將物體的受力情況簡(jiǎn)單化,進(jìn)一步提升學(xué)生們對(duì)于力的分析能力,以及對(duì)題目整體性的掌握能力,能夠快準(zhǔn)狠的抓住解題重點(diǎn),進(jìn)一步提升做題的正確性,培養(yǎng)學(xué)生們的解題能力以及邏輯思維能力。學(xué)生們只要在解題中了解什么時(shí)候使用整體法解決問題,區(qū)分整體與隔離的區(qū)別,從而舉一反三。在解題中不拘泥于形式,使解題思路變得更加順暢。
二、 高中物理力學(xué)解題中整體法的應(yīng)用
(一) 受力系統(tǒng)中整體法的應(yīng)用
在具體的物理運(yùn)動(dòng)的題目中總會(huì)出現(xiàn)幾個(gè)相互接觸的物體同時(shí)運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。這時(shí)就可以將相互接觸,互相作用的物體看作是一個(gè)整體。例如,在進(jìn)行實(shí)際的練習(xí)過(guò)程中曾經(jīng)遇到過(guò)這樣一道題目,其主要內(nèi)容大概為:一個(gè)質(zhì)量為17千克的直角三角形的小車處于靜止?fàn)顟B(tài)與水平面成45度角,小車的頂部掛有一個(gè)滑輪,在兩側(cè)分別掛有一個(gè)放置在小車斜面的7千克滑塊1,另一側(cè)則掛有緊靠直立面的1千克滑塊2,松開手后滑塊1將以加速度為1.25 m/s2下滑,最后讓學(xué)生們求這時(shí)小車受到的地面支持力以及摩擦力各為多少。
通過(guò)對(duì)題目的理解與分析,不難了解,在滑塊1下滑期間小車仍然處于斜面上,在這一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中滑塊與小車之間的力可以將其看作一個(gè)整體其內(nèi)部的作用力,隨后我們借助整體法的合理運(yùn)用,只要確定這個(gè)系統(tǒng)所受的水平方向的力以及豎直方向的力就可以了,再使用牛頓定律即可輕松地找到問題的正確答案。
(二) 物體相互作用中的應(yīng)用
又例如,有一個(gè)木板,用繩子掛在傾斜角為α的斜面上,有一個(gè)人想要挑戰(zhàn)極限,處在木板的下部分,當(dāng)繩子斷開那一刻順著木板上沿方向開始奔跑,確保自身相對(duì)斜面的位置不發(fā)生改變。假如木板的重量是運(yùn)動(dòng)員體重的3倍,那么求運(yùn)動(dòng)員在順著木板上沿奔跑時(shí)的加速度。這時(shí)老師就可以主動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生的思路,因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員和斜面的位置是相對(duì)不變的,這時(shí)就可將運(yùn)動(dòng)員和木板間相互作用的力看作內(nèi)力,不去過(guò)多的分析。想要運(yùn)用整體法來(lái)解決這一問題,就要把木板與運(yùn)動(dòng)員作為一個(gè)整體畫出相應(yīng)的受力分析圖,由于其受到了重力的作用,將力進(jìn)行分解后就可以得到一個(gè)沿著斜面向下的力,同時(shí)根據(jù)學(xué)生們已經(jīng)學(xué)過(guò)的牛頓第二定律即可得出這一向下的力與m乘以a的積相等,列出等式即可得出加速度a的值。
(三) 受力過(guò)程中整體法的運(yùn)用
在進(jìn)行題目的解答時(shí)我們不難發(fā)現(xiàn),一些物理題的解題突破口不是受力的結(jié)果,而是重在受力的過(guò)程,所以不用過(guò)多地考慮物體受力后形態(tài)的不同,只要注重受力過(guò)程的變化情況即可輕而易舉地找到解題的思路。還有些情況,利用對(duì)已知條件的分析,不難準(zhǔn)確的定位屬于哪種物理過(guò)程,這時(shí)也可以運(yùn)用整體法進(jìn)行解題,找到其中主要的特征值方便作答。例如,有這樣一道題,其主要內(nèi)容大概為一個(gè)質(zhì)量為0.2千克的小球從高度為3.6米的高空垂直下落,在第一次接觸到地面時(shí)反彈1.2米用時(shí)2秒,這時(shí)請(qǐng)計(jì)算小球在接觸地面這一刻對(duì)地面的平均作用力。從已知條件我們可以清晰地看到,從小球開始下落到反彈的這一過(guò)程,小球在垂直方向所受的力僅為重力一個(gè)力,因此可以將下落和反彈這兩個(gè)過(guò)程看作一個(gè)整體連通的過(guò)程,進(jìn)而可以快速準(zhǔn)確的計(jì)算出小球接觸地面時(shí)的受力情況,也就可以進(jìn)一步推算出小球在觸地時(shí)所受的平均作用力。
(四) 與隔離法綜合應(yīng)用到解題中
有時(shí)候一些復(fù)雜的題目?jī)H僅使用整體法是不能有效地解決問題的,這時(shí)就需要整體與隔離相互搭配使用。所謂的隔離法就是先將一部分物體與另一部分物體分離,然后將這兩部分分別看作是兩個(gè)不同的整體,再進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算與分析。這兩個(gè)解題方法的綜合使用能夠有效地解決許多復(fù)雜難以理解的物理題目,進(jìn)一步提升物理解題的效率以及正確率,降低學(xué)生們對(duì)于物理難題的恐懼感,使許多看似復(fù)雜的題目迎刃而解。
三、 結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,我們可以了解到力學(xué)在物理學(xué)習(xí)中占據(jù)著非常重要的地位,如何才能正確有效的解決物理力學(xué)難題成為老師與學(xué)生一直關(guān)注的內(nèi)容,所以運(yùn)用整體法進(jìn)行解題將使復(fù)雜的題目變得簡(jiǎn)單化,更能夠有效地節(jié)約做題的時(shí)間提升學(xué)生們做題的效率,避免在進(jìn)行題目分析過(guò)程時(shí)由于物體受力較多,找不到正確的解題思路而困擾。因此在使用整體法進(jìn)行解題的過(guò)程中,要求對(duì)題目進(jìn)行綜合且仔細(xì)地閱讀,合理的使用整體以及隔離等方法,也要清楚地知道不是所有的問題都適用于這種方法。只有用對(duì)、用好才能正確地解出題目,更好地幫助學(xué)生提升成績(jī),是這種方法成為學(xué)生解題的有力工具。
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作者簡(jiǎn)介:
劉擁軍,湖南省長(zhǎng)沙市,湖南省長(zhǎng)沙市望城區(qū)第二中學(xué)。