張小光

摘 要：本文主要以探究高中物理力學(xué)解題中整體法的運(yùn)用為重點(diǎn)進(jìn)行闡述，結(jié)合當(dāng)下高中物理力學(xué)單元教學(xué)實(shí)際情況為依據(jù)，首先分析高中物理力學(xué)解題中整體法的運(yùn)用現(xiàn)狀，包括整體法概述和力學(xué)解題流程，其次從物體相互作用中運(yùn)用整體法、物體運(yùn)動(dòng)中運(yùn)用整體法、力學(xué)的平衡條件中運(yùn)用整體法幾個(gè)方面深入說(shuō)明并探討高中物理力學(xué)解題中整體法的巧妙運(yùn)用，進(jìn)一步強(qiáng)化物理力學(xué)解題中整體法的運(yùn)用實(shí)效性，旨意在為相關(guān)研究提供參考資料。

關(guān)鍵詞：高中物理;力學(xué)解題向;整體法;有效運(yùn)用

對(duì)于高中物理的教育教學(xué)，整體法為關(guān)鍵的解決問(wèn)題方式，其主要是立足于整體視角分析事物的內(nèi)涵和發(fā)展傾向，系統(tǒng)認(rèn)知物理領(lǐng)域的一個(gè)過(guò)程。然而在解決問(wèn)題期間，要細(xì)致的審題，判斷題目是否可以使用整體法進(jìn)行思考，加強(qiáng)解決問(wèn)題的質(zhì)量。力學(xué)為高中階段物理知識(shí)的有效組成部分，在考試占據(jù)比較大的分值，所以要想強(qiáng)化物理力學(xué)的解題效率，便應(yīng)該掌握對(duì)應(yīng)的解題技巧，通過(guò)整體法的理念處理問(wèn)題，確保問(wèn)題處理思路足夠清晰，全面提高學(xué)生學(xué)習(xí)的成效。

1.高中物理力學(xué)解題中整體法的運(yùn)用現(xiàn)狀

1.1整體法概述。物理學(xué)中可以固態(tài)、液態(tài)與氣態(tài)視作整體，并且可以把多個(gè)物理過(guò)程形成的現(xiàn)象劃分為整體[1]，換言之整體法作為局部到全部的一種動(dòng)態(tài)分析過(guò)程，歸屬于綜合類(lèi)思維的范疇，需要在整體的視角中了解物理現(xiàn)象本質(zhì)，之后把存在關(guān)聯(lián)的多個(gè)物體加以組合，完成問(wèn)題的解決目標(biāo)。

1.2力學(xué)解題流程。首先，分析受力點(diǎn)。在力學(xué)解題期間，學(xué)生應(yīng)該把研究對(duì)象在某種環(huán)境下受到的外力條件整理出來(lái)，并且繪制受力圖形，分析受力點(diǎn)，作為解決力學(xué)問(wèn)題的關(guān)鍵點(diǎn)。

其次，選擇研究對(duì)象。在力學(xué)解題過(guò)程中，要結(jié)合題目的條件，在整個(gè)體系中分離需要研究的物體，對(duì)其加以受力分析，選取的物體要和附近的環(huán)境進(jìn)行關(guān)聯(lián)，已知條件越多越好。針對(duì)部分繁瑣的問(wèn)題而言，因?yàn)槲矬w各個(gè)部分之間會(huì)存在制約性，某種情況下要分離多個(gè)對(duì)象才可以解決問(wèn)題，所以在研究對(duì)象的選擇上要按照題目的含義進(jìn)行[2]。最后，觀察題目中的環(huán)境設(shè)置。力學(xué)問(wèn)題的解決，不僅要思考重力，還應(yīng)該思考物體和研究對(duì)象之間的聯(lián)系，只要和研究對(duì)象存在關(guān)聯(lián)的環(huán)境都要進(jìn)行分析，不能直接關(guān)聯(lián)的環(huán)境便不需要思考。之后結(jié)合重力和摩擦力的條件加以力學(xué)研究，結(jié)合力產(chǎn)生的環(huán)境和物理規(guī)律明確力的方向以及作用點(diǎn)，還需要思考物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是怎樣的，包括平衡狀態(tài)和加速狀態(tài)，依據(jù)物體的狀態(tài)甚至可以判斷力的存在與否，以及力的具體方向等等。

2.高中物理力學(xué)解題中整體法的巧妙運(yùn)用

2.1物體相互作用中運(yùn)用整體法。教師要給學(xué)生介紹整體法的概念和特征，之后借助案例幫助學(xué)生進(jìn)行整體法的有效運(yùn)用。比如力學(xué)問(wèn)題：一個(gè)木板在繩子的作用下拴在傾斜角為a的斜面上，一個(gè)運(yùn)動(dòng)員以檢測(cè)自身運(yùn)動(dòng)速度為目標(biāo)，站在木板之下，在繩子斷開(kāi)時(shí)順著木板向上奔跑，確保自身和斜面相對(duì)的位置不出現(xiàn)變化，若已知木板的質(zhì)量是運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量的3倍，則運(yùn)動(dòng)員在奔跑過(guò)程中產(chǎn)生的加速度應(yīng)該是多少？針對(duì)此問(wèn)問(wèn)題，教師要給予學(xué)生一定的思考時(shí)間，引導(dǎo)學(xué)生思考運(yùn)動(dòng)員和斜面之間的位置相對(duì)不變，可以得到哪些結(jié)論，也就是運(yùn)動(dòng)員和木板之間存在的作用力可以忽略不計(jì)，將其視作內(nèi)力[3]。然后帶領(lǐng)學(xué)生畫(huà)出題目的分析圖，在重力的影響下，把力進(jìn)行分解會(huì)得到運(yùn)動(dòng)過(guò)程中整體順著斜面朝下的力為（M+m）gsina，再結(jié)合牛頓定律第二定律寫(xiě)出關(guān)系式，即（M+m）gsina=ma，把M=3m的條件代入，可以得到a=4gsina。由此在物體相互作用中運(yùn)用整體法，降低題目的難度，巧妙的把力學(xué)題目進(jìn)行化簡(jiǎn)處理，便于提高解決問(wèn)題的正確性。

2.2物體運(yùn)動(dòng)中運(yùn)用整體法。在高中物理力學(xué)的解題結(jié)構(gòu)中，整體法的運(yùn)用十分常見(jiàn)，有些題目可以通過(guò)整體法加以處理，尤其是物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，如動(dòng)能定理問(wèn)題的運(yùn)用。由于動(dòng)能定理僅僅和總功和初速率與末速率相關(guān)，所以針對(duì)幾個(gè)物體形成的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，可以將其視作整體，通過(guò)整體法解決問(wèn)題。也就是說(shuō)學(xué)生針對(duì)力學(xué)和物體運(yùn)動(dòng)相關(guān)的問(wèn)題，都可以思考整體法的實(shí)用性，簡(jiǎn)便的計(jì)算出題目答案[4]。

比如問(wèn)題：一個(gè)物體以固定的速度與在傾斜角a為60度的斜面底部P向上滑動(dòng)，在物體滑動(dòng)在距離底端P點(diǎn)L位置的Q點(diǎn)時(shí)，動(dòng)能記作E，之后繼續(xù)滑動(dòng)，達(dá)到N點(diǎn)時(shí)相應(yīng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)?，促使物體向下滑動(dòng)，達(dá)到PQ中點(diǎn)Y時(shí)，物體產(chǎn)生的動(dòng)能和Q點(diǎn)相同，若已知物體的質(zhì)量是m，斜面和物體之間存在摩擦因素μ=0.6，那么QN的距離是多少？

在解決問(wèn)題過(guò)程中，教師可以引進(jìn)整體法，也就是把物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程視作整體，物體在重力和滑動(dòng)摩擦力的作用下，會(huì)對(duì)其做功，且重力做功集中在物體運(yùn)動(dòng)最初和結(jié)束的高度差上，摩擦力集中在+2LQN，結(jié)合動(dòng)能定理可以得到mgsin600-（+2LQ）μmgcos600=0，計(jì)算出QN的距離是。由此在動(dòng)能定理中的力學(xué)物理題目中使用整體法，把已知條件進(jìn)行整理，明確解決問(wèn)題的思路，進(jìn)而加強(qiáng)解決問(wèn)題的效率。

另外，針對(duì)力學(xué)解題，整體法還可以作用在動(dòng)量守恒的問(wèn)題上，教師在日常的生活中要善于給學(xué)生創(chuàng)設(shè)環(huán)境，和學(xué)生有效的互動(dòng)溝通，促使學(xué)生在互動(dòng)中了解到物理規(guī)律，證明動(dòng)量守恒定律，擴(kuò)展學(xué)生解決問(wèn)題的思維空間。比如排球游戲，通過(guò)學(xué)生之間的多次排球傳遞，引進(jìn)動(dòng)量守恒的概念，引導(dǎo)學(xué)生將學(xué)生和排球視作整體，以合力為零的理念設(shè)置動(dòng)量守恒的結(jié)構(gòu)圖，加深學(xué)生對(duì)整體法的領(lǐng)悟和掌握。

2.3力學(xué)的平衡條件中運(yùn)用整體法。針對(duì)整體法在高中物理力平衡的相關(guān)問(wèn)題運(yùn)用中，要結(jié)合共點(diǎn)力平衡條件繪制物體受力分析圖，之后通過(guò)合成法或者力三角形法則進(jìn)行分析[5]，在實(shí)際教學(xué)中，教師要給學(xué)生布設(shè)問(wèn)題情境，促使學(xué)生在解決問(wèn)題期間可以巧妙的運(yùn)用整體法，提高學(xué)生對(duì)力學(xué)平衡問(wèn)題的掌握。

比如題目：水平桌面上存在一個(gè)木板M，通過(guò)和定滑輪的細(xì)繩以及疊放在上面的木塊N進(jìn)行連接，且滑輪到M和N兩端的繩子保持水平，若M、N之間和M和桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)都記作μ，而兩個(gè)木板的質(zhì)量設(shè)置為m，在不考慮滑輪質(zhì)量以及輪軸摩擦的情況下，選擇水平向右的力F拉動(dòng)M，促使其保持勻速運(yùn)動(dòng)，則水平向右的力大小應(yīng)該是多少？

解析，利用整體法解決實(shí)際問(wèn)題，結(jié)合題意，F(xiàn)=2Y+2μmg，所以把N視作研究對(duì)象，得到Y(jié)的表示式為μmg，所以F=4μmg。

結(jié)束語(yǔ)：綜上所述，整體法在高中物理力學(xué)解題過(guò)程的有效運(yùn)用，應(yīng)該明確題意，選擇對(duì)應(yīng)的研究對(duì)象，排除不必要的條件，整理解決問(wèn)題的思路，通過(guò)物理知識(shí)處理好實(shí)際問(wèn)題。并且時(shí)刻關(guān)注整體研究對(duì)象的選擇，清晰明確解題思路，確保學(xué)生可以通過(guò)力學(xué)的定律以及相關(guān)公式簡(jiǎn)化問(wèn)題的解決過(guò)程，全面凸顯整體法語(yǔ)用的優(yōu)勢(shì)，提高高中學(xué)生解決問(wèn)題的質(zhì)量，發(fā)展學(xué)生綜合實(shí)踐能力。

參考文獻(xiàn)

[1]余敏.淺析高中物理受力分析整體法與間隔法[J].中學(xué)生數(shù)理化（學(xué)習(xí)研究），2017（2）：24-25.

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[3]崔蘭蘭.如何建立'先整體后隔離'的思維[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2017：97.

[4]周來(lái)友.“假設(shè)”誠(chéng)可貴“證明”價(jià)更高——以一道典型力學(xué)題的正解和錯(cuò)解為例[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2017（23）：28-31.

[5]周來(lái)友.“假設(shè)”誠(chéng)可貴、“證明”價(jià)更高——以一道典型力學(xué)試題的正解和錯(cuò)解為例[J].數(shù)理化解題研究，2018（16）.