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        淺議高中物理力學(xué)解題中整體法的運用

        2021-01-31 23:01:00陸文彬
        數(shù)理化解題研究 2021年9期
        關(guān)鍵詞:力學(xué)思路整體

        陸文彬

        (江蘇省常州市武進(jìn)區(qū)湟里高級中學(xué) 213151)

        高中物理主要包括力學(xué)部分、電學(xué)部分、熱學(xué)部分、光學(xué)部分以及現(xiàn)代物理部分這幾個大的板塊,在這幾個學(xué)習(xí)模塊中,力學(xué)這部分的知識在考試的時候比較常見,所占分值較高.所以教師們在講解關(guān)于力學(xué)這部分的知識點時,需要花費的心思就比較多,對于力學(xué)這部分的訓(xùn)練也比較重視;通過重視平常的知識點積累以及習(xí)題訓(xùn)練,對于學(xué)生們掌握這部分的內(nèi)容是有很大的幫助,老師更應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生們?nèi)フ页鲈诹W(xué)解題中的解題思路和關(guān)鍵點,根據(jù)學(xué)生們不同的學(xué)習(xí)狀況,老師采用不同的教學(xué)方法,從而幫助學(xué)生們更好的去學(xué)習(xí).對于高中物理力學(xué)解題來說,整體法就是一個很不錯的解題方法,這個方法可以更好的幫助學(xué)生們?nèi)W(xué)習(xí)這部分的內(nèi)容.因此,在學(xué)習(xí)高中物理時,整體法的應(yīng)用探究所帶來的意義重大.

        一、整體法的含義

        整體法是學(xué)習(xí)高中物理最常用的方法之一,尤其是在高中物理力學(xué)解題中的運用更為常見.關(guān)于高中物理力學(xué)這部分的內(nèi)容,綜合性比較強,涉及范圍廣,并且有較強的邏輯性,力學(xué)這部分的知識作為高中物理的重點內(nèi)容之一,所以老師和學(xué)生對這部分的內(nèi)容都比較重視.其實不管是學(xué)習(xí)內(nèi)容還是學(xué)習(xí)時的難度,對于高中生們來說都是有很大的難度.所以高中生在學(xué)習(xí)物理的時候,應(yīng)該多注意積累各種不同的題型,分析和掌握各種各樣的解題思路,提高解題能力.這樣學(xué)生們在考試的時候,才能夠快速和準(zhǔn)確的去解題,不僅可以節(jié)省很多的時間在考試的過程中,也可以提高解題的精準(zhǔn)度.

        在高中物理力學(xué)題中,許多題目的出題思路都是以綜合題型為主,所涉及的知識點較多,題目中還有許多小細(xì)節(jié)需要謹(jǐn)慎注意.就比如我們在高中物理題中常見的多個物體的受力問題.而所謂的整體法就是,將多個物體看成一個大的整體,然后再將這整體中的各部分相互聯(lián)系的力進(jìn)行整理分析,將整體中的力進(jìn)行相互作用.通過這樣的方法可以更加方便簡潔的去解題,縮小受力對象.所以我們可以將整體法當(dāng)做從另一個角度來對物理力學(xué)題進(jìn)行解答,并且這種方法可以讓學(xué)生們在解題的時候思路更加清晰,提升解題的正確率和精準(zhǔn)度.當(dāng)然,整體法在物理解題中并不是都可以適用的,整體法在物理解題中仍存在著一些問題.所以學(xué)生們在解題的過程中,應(yīng)該注意用這種方法來對力學(xué)問題進(jìn)行解答,看看是不是適用,不要一見到關(guān)于物理力學(xué)問題就一定要用這種方法,這種方法并不是適合所有的物理力學(xué)問題.許多學(xué)者通過對整體法概念的調(diào)研發(fā)現(xiàn),整體法是探究多個物體之間的相互作用力,也可以去把它當(dāng)作內(nèi)力.所以,學(xué)生們在進(jìn)行物理力學(xué)解題時,一定要多加注意這些條件,只有滿足了這些條件才可以去利用整體法來解題.

        二、高中物理力學(xué)解題中整體法的運用探究

        1.掌握好對物理系的整體處理

        對物理系的整體處理,常見的就是結(jié)合摩擦力、運動速度、拖動力等方面的前提條件.在整個的過程中利用通常的解題思路對問題進(jìn)行分析,但是需要注意的是,不能只是簡單的去利用動量守恒或歸納法去進(jìn)行解題.顯然的是在物體進(jìn)行運動的時候,會產(chǎn)生不同的運動,對于周圍的事物和地面會造成一定的壓力.通過將整體的運動量向外散播,并且學(xué)習(xí)對整體應(yīng)用動量定理的結(jié)合.這樣的話問題的設(shè)置就不會考慮到物體之間的相互作用,并且問題的含義大部分都是考察摩擦力,物體在進(jìn)行運動的時候,能夠保持一個比較穩(wěn)定的狀態(tài),如果選擇整體法的解題思路就比較的簡單明了.但是,在利用整體法進(jìn)行解題的時候,一定要先仔細(xì)閱讀題目,看題目的設(shè)置條件,仔細(xì)的進(jìn)行分析,看是否適用于整體法,并不是所有的高中物理力學(xué)問題都可以用整體法來解題.在進(jìn)行高中物理力學(xué)解題的時候,尋找合適有效的解題方法,才可能會進(jìn)一步節(jié)省時間,提高答案的準(zhǔn)確程度.

        2.落實對物理過程的整體處理

        在解答高中物理力學(xué)這部分的問題時,肯定會出現(xiàn)物體運動過程比較復(fù)雜難以理解的現(xiàn)象,并且也可能會出現(xiàn)開始和結(jié)束與運動過程之間的關(guān)聯(lián)性不足等等這些現(xiàn)象.學(xué)生們在面對這些情況的時候,利用整體法進(jìn)行解題,分析結(jié)果的針對性會相應(yīng)提升.還有一種情況就是解題的時候?qū)W生有時候是根本不需要知道整個過程的,只需要去了解過程中的某些狀態(tài)就可以.關(guān)于這種規(guī)律進(jìn)行的高中物理力學(xué)問題分析比較常見.但其中肯定會存在一些比較復(fù)雜難解的題型,這樣在解題的過程中挑戰(zhàn)和困難就會大大增加.整體法在對物理過程進(jìn)行整體處理的時候,學(xué)生們需要將運動的過程來劃分為幾個階段進(jìn)行分析.比如從物體的下落或者滑行,以及在接觸到阻礙物的碰撞之后的運動方向的研究.這種現(xiàn)象的解析,需要去將剛剛與遮擋物或者其他一些東西接觸的速度已經(jīng)離開地面時的速度進(jìn)行分析,碰撞之后還需要結(jié)合動量定理來分析.由此可見此時的整體法的運用將更為復(fù)雜,學(xué)生們需要注意要把握好每個題目的關(guān)鍵點.

        3.關(guān)于在受力系統(tǒng)中整體法的運用

        高中物理常見的力學(xué)題型就是,關(guān)于幾個存在接觸的物體,在同時受到外力的作用下,去分析它所受到的力.通過相關(guān)的總結(jié)和積累發(fā)現(xiàn),這些物體的受力情況,我們可以看作是一個整體的受力行為.這樣的話,我們就可以用整體法來解決這類的題. 例如:

        題目1把一個質(zhì)量是M的斜面體放置于粗糙的水平面中,把質(zhì)量是m的物體放置于傾斜角為α的光滑斜面體之上加速下滑,在這個質(zhì)量為m的物體進(jìn)行下滑的過程之中,這個斜面體受到來自地面的支持力以及靜摩擦力的大小分別是多少?

        解答:f=macosα=mgsinαcosα,由此可知f=mgsin2α;(M+m)g-N=masinα=mgsin2α,由此可知N=(M+m)g-mgsin2α.

        題目2一個人用與水平方向成θ=30°角的斜向下的推力F推一個重G=200N的箱子勻速前進(jìn),箱子與地面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.40(g=10m/s2).求:

        (1)推力F的大?。?/p>

        (2)若人不改變推力F的大小,只把力的方向變?yōu)樗饺ネ七@個靜止的箱子,推力作用時間t=3.0s后撤去,箱子最遠(yuǎn)運動多長距離?

        解答解:(1)用力斜向下推時,箱子勻速運動,則有Fcosθ=f,f=μN,N=G+Fsinθ,聯(lián)立以上三式代數(shù)據(jù),得F=1.2×102N.

        (2)若水平用力推箱子時,據(jù)牛頓第二定律,得F合=ma,則有F-μN=ma,N=G, 聯(lián)立解得a=2.0m/s2.v=at=2.0×3.0m/s=6.0m/s,

        s=(1/2)at2=(1/2)×2.0×3.02m/s=9.0m, 推力停止作用后a′=f/m=4.0m/s2(方向向左),

        s′=v2/2a′=4.5m, 則s總=s+s′=13.5m.

        如果能夠在高中物理力學(xué)解題中有效的去運用整體法,能夠清晰學(xué)生們的解題思路,幫助學(xué)生們在分析問題的時候有針對性的去分析,從而強化學(xué)生們的解題思路,提高學(xué)生們的解題效率,并且還可以鍛煉學(xué)生們的思維能力.在物理學(xué)習(xí)中,力學(xué)這部分是非常重要的學(xué)習(xí)模板,是物理學(xué)科的重要組成部分,也是考試的重要考點之一;因此,老師和學(xué)生要高度重視這部分的內(nèi)容.積極的將整體法運用于高中物理力學(xué)解題中去發(fā)揮整體法的實際作用,并且?guī)椭鸵龑?dǎo)學(xué)生們能夠熟練掌握對整體法的運用,從而全面提高學(xué)生們的物理成績和綜合素養(yǎng).

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