宋惠龍

(湖南省醴陵市第一中學(xué) 412200)

一、隔離法與整體法的基本內(nèi)涵

在習(xí)題求解過程中將研究對象聚焦到“部分”之中，將其從系統(tǒng)之中“隔離”出來進(jìn)行單獨(dú)的研究和分析，即為隔離法.整體法則是將研究的對象定位于整體上并對相關(guān)的規(guī)律進(jìn)行思考與研究.在高中物理習(xí)題求解過程中整體法與隔離法充分地貫穿其中，在動量能量、連接體以及靜力學(xué)等物理習(xí)題的求解中有著廣泛應(yīng)用.在運(yùn)用中需要把握好三個核心的問題：一個是方法的選用及研究對象的確定；一個是兩種方法在習(xí)題求解中的應(yīng)用順序；再一個就是受力分析方法的恰當(dāng)運(yùn)用.

二、在物理習(xí)題求解中隔離法與整體法應(yīng)用的思維方法

1.應(yīng)用于平衡狀態(tài)類習(xí)題求解

如圖1所示：有兩個物體，其質(zhì)量分別為m1和m2，它們以輕質(zhì)彈簧為媒介互相連接，對物體施加F力，此時m1和m2兩個物體均沿著水平方向進(jìn)行勻速直線運(yùn)動，其中m2處于空中狀態(tài)，而m1則是位于地面之上，F(xiàn)力與水平方向之間的夾角為θ，需要求解的問題是m1所受到的摩擦力f與支持力FN是？

在該問題的思考中，可以將m1、m2及其他們的連接媒介彈簧作為一個整體來看待，m1和m2兩個物體所受到的彈簧力屬于內(nèi)力的范疇，因此可以忽略不計.那么就可以對這一整體所收到的外部作用力進(jìn)行分析，如圖2所示，那么就可以分別從豎直和水平兩個方向列方程，即：f=Fcosθ

FN+Fsinθ=m1g+m2g-Fsinθ

求解上述方程：

F=Fcosθ

FN=m1g+m2g-Fsinθ

在這一物理習(xí)題的求解過程中如果選擇隔離法則需要對于m1和m2兩個物體分別受到的力進(jìn)行分析，在列方程的過程中也需要分別列，這樣就會讓問題的過程變得復(fù)雜，列的方程不僅比較多，而且極為繁瑣，而運(yùn)用整體法則實(shí)現(xiàn)了問題的簡單求解.

2.應(yīng)用于牛頓定律類問題求解

如圖3所示，用一個帶有彈簧的夾子將木塊固定住，通過外力F力的施加將木塊拉起來，假定夾子的質(zhì)量為m，木塊的質(zhì)量為M，木塊和夾子的連接部分兩側(cè)都受到靜摩擦力f力的影響，如果木塊在上升的過程之中保持不滑動的狀態(tài)，需要求解的問題是F的最大值.

此問題中可以首先將小木塊拿出來作為一個部分看待，那么在小木塊的受力分析中運(yùn)用隔離法可以得到：2f-Mg=Ma，此時求得的木塊的最大加速度為a=2f/M-g.

同時，還需要對木塊和夾子構(gòu)成的整體進(jìn)行力的分析，由此可以得出F-(M+m)g=(M+m)a，通過計算得到F=2f(M+m)/M.

在這一習(xí)題的求解過程中先后運(yùn)用了隔離法與整體法，分別將小木塊作為部分、小木塊與夾子作為整體進(jìn)行研究對象的精準(zhǔn)確定.

3.應(yīng)用于非平衡狀態(tài)類問題求解

如圖4所示：將一個木箱子置于地面上，該木箱子質(zhì)量為M，木箱上方有一拉桿，一小球套于拉桿上，其質(zhì)量為m，從拉桿的頂部將處于靜止?fàn)顟B(tài)的小球釋放下來，小球自然地沿著立桿下滑，保持0.4g的加速度，需要求解的問題是：小球在向下滑落時，求木箱子對于地面的壓力？

可以將研究內(nèi)容聚焦于小球，并對其受力進(jìn)行分析，小球受力包含：向上摩擦力f和向下重力mg.借助牛頓第二定律原理我們可以得出：mg-f=ma=0.4mg，推導(dǎo)出f=0.6mg.再將研究對象定位于木箱上，并對其受力進(jìn)行分析，可得知，木箱總共受到三個力的作用，即：地面支撐力F、小球?qū)δ鞠湎蛳碌哪Σ亮2和重力Mg，此時木箱處于靜止?fàn)顟B(tài).通過牛頓第二、第三定律分別得出

F=Mg+f2

F2=f

F=Mg+0.6mg

同時，還可以將研究對象定位于小球和木箱這一整

體上，并對其受力進(jìn)行分析，此時系統(tǒng)小球和木箱所受到的作用力包括兩個方面：一個是地面對木箱的支持力F，另一個則是系統(tǒng)所受到的重力(M+m)g.

通過牛頓第二定律可以求得：

(M+m)g-F=ma=0.4mg

經(jīng)計算得到：F=Mg+0.6mg

該題目中所涉及到兩個物體，因此隔離法應(yīng)用并不復(fù)雜，但當(dāng)涉及到3個及其以上的物體時，并且涉及到的物體保持不同的加速度時，則整體法的運(yùn)用更為適宜.

綜上，在物理習(xí)題中涉及到多個運(yùn)用過程的組合或者多個物體相互作用的情況之下，應(yīng)當(dāng)選擇隔離法或者整體法進(jìn)行習(xí)題的求解，在運(yùn)用過程中要充分結(jié)合題目的具體情況進(jìn)行研究對象的選擇和運(yùn)用方法的實(shí)施.