將整體法運(yùn)用到物理力學(xué)解題中,一方面可以將分析受力情況的物理基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)際觀察分析相結(jié)合,激發(fā)對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣；另一方面,可以靈活選用物理思維方式,從不同的角度用不同的方法對(duì)物體的受力進(jìn)行分析,快速找到解題的關(guān)鍵點(diǎn),降低解題難度,提升物理學(xué)習(xí)能力。

一、在受力系統(tǒng)中應(yīng)用

在高中力學(xué)知識(shí)體系中,最常見(jiàn)的題型就是多個(gè)物體在相互接觸的情況下受到多個(gè)力的作用,求解此類型題往往可以運(yùn)用整體法來(lái)解答。

例1如圖1所示,一輛質(zhì)量為34kg的小車停在粗糙水平面上,在小車的傾角為30°的斜面上放置一塊質(zhì)量為14kg的磚A,另一塊質(zhì)量為2kg的磚B與磚A通過(guò)小車斜面頂端的光滑定滑輪相連接。當(dāng)磚A以加速度2.5m/s沿斜面下滑時(shí),求小車受到地面對(duì)它的摩擦力和支持力。

圖1

分析：先進(jìn)行審題,分析得出在磚A下滑的過(guò)程中,小車與磚A之間的作用力一直都在斜面上,這就意味著可以將小車和磚A、B之間的作用力看成一個(gè)整體。再引入牛頓第二定律的知識(shí),列出整體在水平上受到的力的計(jì)算公式,算出小車受到的地面對(duì)它的摩擦力。同理,可分析計(jì)算出在豎直方向上的受力,從而得出小車受到的地面對(duì)它的支持力。

二、在受力過(guò)程中應(yīng)用整體法

在解決力學(xué)問(wèn)題的時(shí)候,通?？捎脙煞N方式進(jìn)行分析,一種是對(duì)受力結(jié)果進(jìn)行分析,另一種是對(duì)受力過(guò)程進(jìn)行分析,而在進(jìn)行受力過(guò)程分析的時(shí)候,不需要分析物體在受力前和受力后的狀態(tài),而是選擇將物體在受力過(guò)程中的一個(gè)狀態(tài)進(jìn)行整體分析。

例2將一個(gè)質(zhì)量為0.1kg的小球放置在1.8m的高臺(tái)上,再讓這個(gè)小球做自由落體運(yùn)動(dòng),已知小球落地之后最大的反彈高度為0.8m,小球從開始下落到落至地面并反彈到最高點(diǎn)所花的時(shí)間為1.1s,小球在和地面接觸的時(shí)候,對(duì)地面的作用力是多少?

分析：閱讀題干可以得出一個(gè)重要信息,即無(wú)論小球是在高臺(tái)上,還是在反彈到最大高度處于靜止?fàn)顟B(tài)的時(shí)候,都只會(huì)受到自身重力的作用。而且還知道小球在下落到彈起的過(guò)程中,一共有三個(gè)受力過(guò)程,即下落、觸地、反彈,而這三個(gè)過(guò)程中小球的狀態(tài)并沒(méi)有發(fā)生改變。那么就可以先列出關(guān)系式,再根據(jù)力學(xué)定理解決這個(gè)問(wèn)題了。

三、結(jié)合隔離法進(jìn)行分析

在運(yùn)用整體法進(jìn)行物理解題的時(shí)候,需要一定的條件。但是有些問(wèn)題不能直接采用整體法,那么就需要結(jié)合隔離法進(jìn)行處理。隔離法實(shí)際上就是先將一部分隔離出來(lái),再將這部分當(dāng)成一個(gè)整體進(jìn)行分析,而根據(jù)這個(gè)特性形成的解題方法也可稱為局部整體法。

例3已知一根桿子上套有三個(gè)質(zhì)量相同的球D、E、F,靠近球D的一端為P,PD=DE=EF,這根桿子將會(huì)以P為中心做圓周運(yùn)動(dòng),假設(shè)PD給D球施加的拉力為T1,DE施加給E球的拉力為T2,EF施加給F球的拉力為T3,求拉力T1、T2、T3的比值。

分析：這道題將整體劃分成三個(gè)部分,每個(gè)部分的受力不盡相同,所以在解決這個(gè)問(wèn)題的時(shí)候,需要以PD、DE、EF三段為三個(gè)受力局部,分別分析受力情況,將復(fù)雜的受力問(wèn)題簡(jiǎn)單化。