试析高中物理力学解题中整体法的运用

杨帆

【摘要】高中物理教学中力学的有关问题，一直都是教学重点和学习的难点，很多学生反映力学是一门比较难懂、难解的问题。力学作为物理学的基础环节，对学生的日后学习有着重要影响，只有将力学问题研究透彻才能为日后的研究物理学问题做好铺垫。整体法的教学应用为力学问题提供了很好的思路角度，它绕开了很多复杂受力过程和受力分析，可以将问题简单化，为学生的学习和考试提供了很好的路径。基于此，从学生的实际情况出发，对整体法进行分析，探讨高中物理力学解题中整体法的运用策略。

【关键词】高中物理 力学解题 整体法 运用策略

整体法顾名思义是针对于物理问题进行整体性分析和研究，既是站在宏观的角度观察物理运动和变化的轨迹，也是从局部问题到整体原理的解题思路过程，整体法的运用对于力学问题有着重要作用，可以帮助学生看懂物理受力的整体情况和过程，甚至可以帮助学生简化计算过程，掌握力学规律，面对复杂的力学问题，为学生提供在看待力学问题时更多的灵活的角度，所以说整体法的运用对于力学学习和积累经验都有着非常重要的意义。要想在力学问题上运用好整体法，就首先要了解整体法的内涵和重要性。

一、整体法的基本概述及重要性

（一）整体法的基本概述

整体法是物理学中具有独特视角的解题方法，在传统的力学教学中要首先针对受力进行分析，然后将力进行分解研究，而整体法颠覆了这样的解题过程和思路，以全新的视角观察物体的受力情况。整体法将有关联的物体看成是一个整体，然后对“整体”进行受力分析，这样的解题方法能够避免中间环节的推算，让复杂性的力学问题有着“化繁为简”的效果。整体法具有将问题简单化的效果，避免学生在分析问题上花费时间和精力，将力学问题以崭新的视角观察呈献，不再拘泥于传统解题思路，让学生看待问题更加宏观，特别适用于力学问题中直接要求结果的试题，整体法对于学生来讲，可以提升做题的效率，减少中间环节推算过程的失误。

（二）整体法在教学中的重要性

力学一直是物理教学中的重点，在高考中力学占有着较大的比重，特别是理工科的学生，在今后的学习中力学还是高等物理中的基础学科，所以说学好力学对于学生的成绩有着很大的影响。力学的研究和学习是一个比较抽象的问题，但是它在生活中还随处可见，与我们的生活也息息相关。众所周知，力学的研究经常是要分析各种受力点和受力方向，针对于多个受力点和多个受力方向的复杂性问题，逐个分析“力”会将问题更加复杂化。整体法的出现就是将复杂问题简单化，有效回避了“力的分解”，从“俯视的角度”看待问题，让学生从繁重的分析中解脱出来，同时在考试过程中，也为学生节省了很多答题时间。

（三）整体法在力学问题中的应用思路

整体法是力学中的独特解题方法，它体现了从局部问题到整体视角的观察方法，不再拘泥于局部问题的分析，而是将一个物体或者几个物体看成一个“整体”，体现了全局性的解题思路。一般情况下，整体法的应用思路首先要明确所分析物体的整体系统以及运动轨迹，根据整体的运动过程和变化，对物体的受力和运动过程进行简单的绘图，可以从图中看出来物体的运动全过程，然后根据已知条件和物理定式进行融合，寻找未知条件和答案。整体法的应用思路说明，它适合于整体性的力学分析，而不适合对于物体内部力的分析，物体的全过程运动适用于整体法，但对于物体的阶段性运动并不适合于整体法。同时需要注意的是，在运用整体法过程中，要充分考虑到物体所处的环境，以及多少种力作用在物体上，明确力的作用点等因素。

二、整体法在高中物理力学解题中的运用

（一）在受力问题上的运用方法

力学问题首先是观察物体受力方式，一般的教学过程中首要问题是对一个物体的受力进行分析，物体的运动和变化都伴随着受力過程，这个过程中物体可能受到多种力的共同作用，力的方向不同会对物体的运动产生不同的影响，如果将物体所受的力逐个进行分解，那么会衍生出更多的问题，让解题思路更加复杂化。整体法的运用就是将物体所受到的力看成为一个整体，只考虑物体和力两个方面的因素。例如，我们将一个质量为20千克的物体A放置在一个水平平面上，当平面倾斜到45°的时候，由一根绳索连接物体A和另一端的物体B，在水平面的顶部有一个滑轮作为连接点，在不考虑摩擦力的情况下，两个物体达到平衡状态的时候物体B的质量为多少，可以根据牛顿定律计算出答案;如果物体A匀速下滑的速度是1米/秒，那么需要学生将物体A和滑轮看成一个整体来推出物体B的质量，解题过程就可以简化为只要分析物体在竖向受力情况即可。

（二）在受力过程中的运用方法

物体的受力过程一直都是物理学中的难点，学生在很多物理力学问题上，都要分析物体的受力过程，一旦受力过程分析不准确就会造成解题思路的错误。所以我们要将整体法更多的运用到受力过程分析中，简化物理力学的受力过程，而不是分解受力过程，让简化的思路运用到解题中，可以帮助学生避免受力过程的分析错误。例如，我们从高处把一个物体释放，让物体在不接受其他外力的情况下自由下落，然后物体会直接接触地面，假设没有损伤的情况下，物体会向上反弹，同时给出了物体质量、高处释放高度、反弹时物体的高度以及物体反弹时间，基于以上条件求物体在和地面接触时所产生的平均作用力。我们从题中可以知道物体下落过程是在做自由物体运动，只受到了重力作用，我们可以将物体的整个运动和受力过程看作是一个整体，不需要考虑物体的反弹情况，所以就很容易推导出它对地面造成的平均作用力是多少。

（三）整体法和隔离法的综合运用

物理学中很多力学问题都不能简单的运用整体法，对于一些复杂的问题，物体的受力情况也相对复杂，此时我们就要将整体法和隔离法进行综合性地运用，将一个物体的运动和受力过程进行有效“隔离”，在隔离的部分内进行整体法的分析。例如，我们假设一根木棍上串有三个质量相同的物体，分别是甲、乙、丙，整个木棍围绕着一端进行圆周运动，这端是丁点，与丁点相邻的是甲点，远端是乙点。当我们得知甲丁的距离等于甲乙之间的距离，也等于乙丙之间的距离，当物体甲受到甲丁段的拉力为F1，物体乙受到甲乙段的拉力为F2，物体丙受到的乙丁段的拉力为F3，那么这三段拉力的大小顺序是什么。这个问题中我们不能直接运用整体法，也不能将这个木棍看成是整体，而是需要分别将木棍按照物体甲、乙、丙进行分段隔离，隔离后将每一段运用整体法分析，就可以得出F1>F2>F3的结论，同时也可以根据木棍的受力特点和受力点计算出F1∶F2∶F3=6∶5∶3。

综上所述，整体法是高中物理教学中的重要解题方法，它让力学系统更加明确，分析物体运动的全过程，对于高中力学中平衡性的问题有着较好的教学思路。在实际教学过程中，我们要拓展思路、打开视角，尤其对于复杂性的力学问题，要充分利用整体法进行分析，同时要注重整体法和其他方法的综合性运用，让学生发挥想象力，拓展思维方式，在平时的解题练习中增加整体法的运用频率，帮助学生化繁为简，提高学生的做题效率，为学生今后的力学学习奠定良好的基础，也为学生的考试拓展高效的解题思路。

参考文献：

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