劉家祥

(福建省上杭縣第一中學(xué) 364200)

整體法是指在研究物理問(wèn)題時(shí)，把所研究的對(duì)象作為一個(gè)整體來(lái)處理的方法.教學(xué)中為使學(xué)生能夠靈活應(yīng)用整體法解答相關(guān)的物理習(xí)題，應(yīng)注重為學(xué)生講解應(yīng)用整體法解題的基本步驟以及應(yīng)用時(shí)的注意事項(xiàng)，在分析物理問(wèn)題時(shí)能夠正確的選取研究對(duì)象，巧妙的破題.

一、用于解答受力分析習(xí)題

受力分析是高中物理的重要基礎(chǔ)知識(shí).為使學(xué)生掌握受力分析的技巧，提高受力分析效率，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用整體法解答相關(guān)的習(xí)題，使學(xué)生體會(huì)到整體法在學(xué)習(xí)中的便利，提高在解題中的應(yīng)用意識(shí).

如圖1，在大磅秤上放置一個(gè)大木箱，在箱內(nèi)放置一個(gè)小磅秤.一人站在小磅秤上，某時(shí)刻其用力向上推木箱頂部，人和其他物體均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則兩磅稱的示數(shù)將( ).

圖1

A.小磅秤和大磅秤的示數(shù)都增大

B.小磅秤的示數(shù)增大，大磅秤的示數(shù)不變

C.小磅秤的示數(shù)增大，大磅秤的示數(shù)減小

D.小磅秤的示數(shù)不變，大磅秤的示數(shù)增大

題目考查了學(xué)生受力分析知識(shí).分析時(shí)需要采用整體法與隔離法，正確處理整體與局部的關(guān)系.

分析大磅秤的示數(shù)時(shí)將人、小磅秤、木箱看做一個(gè)整體，人推木箱頂部屬于內(nèi)部的力可不考慮，因此，大磅秤的示數(shù)并不會(huì)發(fā)生變化.以人研究對(duì)象其向上推木箱，必然受到木箱的反作用力，促使其對(duì)小磅秤的壓力的增加，因此，小磅秤的示數(shù)將變大.綜上，正確答案為B項(xiàng).

二、用于解答多次作用習(xí)題

物體多次作用相關(guān)的習(xí)題，過(guò)程較為復(fù)雜.如采取的方法不正確，不僅計(jì)算繁瑣，而且容易出錯(cuò).教學(xué)中為簡(jiǎn)化解題步驟，使學(xué)生少走彎路，可鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用整體法進(jìn)行分析，深化其對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解的同時(shí)，更好的提高其解題水平.

如圖2所示，在光滑的水平面上放置質(zhì)量相等的5個(gè)物塊，其間隔一定距離且排成一條直線.給予第1個(gè)物塊初動(dòng)能E0，使其依次與4個(gè)靜止的物塊發(fā)生碰撞，每次碰到后不再分開(kāi)，最后5個(gè)物塊連成一個(gè)整體，則這個(gè)整體的動(dòng)能為( ).

圖2

解答該題如逐一的考慮碰撞過(guò)程，需要多次使用動(dòng)量守恒定律，較為繁瑣.而使用整體法，將5個(gè)物塊看作一個(gè)整體，只需要經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的計(jì)算，便可得出正確答案，解題效率明顯提升.

將5個(gè)物塊看作一個(gè)整體，設(shè)每個(gè)木塊的質(zhì)量為m，起初第1個(gè)物塊的速度為v0

由動(dòng)量守恒定律得：mv0=5mv，

選擇C項(xiàng).

三、用于解答簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)習(xí)題

簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是物體運(yùn)動(dòng)的常見(jiàn)形式，是高中物理的重要知識(shí)點(diǎn).解答簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)相關(guān)習(xí)題應(yīng)認(rèn)識(shí)到整體法的重要性，根據(jù)題設(shè)情境靈活運(yùn)用整體法以及隔離法，構(gòu)建對(duì)應(yīng)的方程求解出相關(guān)的參數(shù).

如圖3所示，一彈簧振子的質(zhì)量為M，他的勁度系數(shù)為k.某時(shí)刻在振子上放一質(zhì)量為m的木塊，使其一起在光滑水平面上運(yùn)動(dòng).木塊的回復(fù)力F也滿足F=-k′x，x為離開(kāi)平衡位置的位移，則k′/k=( ).

圖3

解答該題既需要從整體上進(jìn)行考慮列出對(duì)應(yīng)的方程，又需要將m隔離開(kāi)來(lái)進(jìn)行單獨(dú)分析，列出方程，才能求得k′/k的比值.

四、用于解答綜合習(xí)題

高中物理綜合類的習(xí)題對(duì)學(xué)生思維靈活性、解題技巧有一定要求，因此應(yīng)注重為學(xué)生展示相關(guān)例題，并注重講解整體法在解答綜合習(xí)題中的應(yīng)用，為學(xué)生以后更好的解題帶來(lái)良好啟發(fā).

如圖4所示，在光滑的水平面上放置A、B、C三個(gè)滑塊，對(duì)應(yīng)的質(zhì)量依次為2m、m、3m.其中A、B之間壓縮一彈簧并使用與輕繩連接(彈簧和滑塊不栓接).開(kāi)始時(shí)A、B以相同的初速度v0向右運(yùn)動(dòng)，C靜止.某時(shí)刻輕繩突然斷裂，A、B被彈開(kāi)，而后B和C發(fā)生碰撞并粘在一起，最終三滑塊速度恰好相同.求整個(gè)過(guò)程中彈簧釋放的彈性勢(shì)能和系統(tǒng)損失的機(jī)械能之比.

圖4

解答問(wèn)題需要從整體上進(jìn)行考慮.其中彈簧釋放的彈性勢(shì)能等于A、B動(dòng)能的增加量.而系統(tǒng)損失的機(jī)械能主要由B和C的碰撞引起，因此，求解彈簧彈開(kāi)后A、B滑塊的速度以及B和C碰撞后的速度成為解題的關(guān)鍵.

以A、B為一個(gè)系統(tǒng)，彈簧彈開(kāi)前后的動(dòng)量守恒.設(shè)向右為正方向，彈簧彈開(kāi)后A、B的速度分別為vA、vB.

由動(dòng)量守恒定律可知：(2m+m)v0=2mvA+mvB.

將B、C看做一個(gè)系統(tǒng)，碰撞后的共同速度為vC

由動(dòng)量守恒得到：mvB=(m+3m)vC，又∵vA=vC.

設(shè)彈簧的釋放的彈性勢(shì)能為Ep，以A、B為研究對(duì)象，由機(jī)械能守恒得到：

設(shè)BC碰撞后損失的機(jī)械能為ΔE損，則碰撞前后由能量守恒得到：

以上各式聯(lián)立得到Ep/ΔE損=1∶2.

整體法是一種重要的學(xué)習(xí)方法，為提高學(xué)生應(yīng)用整體法解題的意識(shí)與能力，既要注重相關(guān)例題的講解，又要組織學(xué)生開(kāi)展專題訓(xùn)練活動(dòng)，使學(xué)生不斷的積累相關(guān)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)與技巧，遇到相關(guān)習(xí)題能夠迅速的找到解題思路，實(shí)現(xiàn)高效、正確解題.