高中物理力學解題思路與整體法的運用研究

趙燁程

【摘 要】力學是高中物理最為重要的一個部分，同時也是實踐應用最為普遍的一個知識點，所以在解題中了解力學的解題思路十分必要。而為了鍛煉學生的整體性思維，在解題時運用整體法也是一種十分有效的方法。文章中主要圍繞力學解題思路以及整體法在其中的運用，進行了分析，對于物理綜合素質的培養(yǎng)具有重要的意義。

【關鍵詞】高中物理；力學解題；解題思路；整體法

高中階段的物理學習和我們的日常生活聯(lián)系非常緊密，在學校中學習物理知識，能夠對生活中存在的所有物理現(xiàn)象進行解釋，并且了解其原因。力學在高中物理學習中是一個重要的知識點，不管是日常學習還是考試，力學都占據(jù)了非常大的比例。對力學問題進行解決的過程中，需要與問題的已知條件以及隱藏條件進行結合，進而分析題目中受力物體的受力，確定物體受力狀態(tài)，進而獲得最終答案。然而在力學習題的求解中，可能會受到其他一些因素的影響，所以需要運用整體法，以此提升解題效率。

1.整體法概述

在物理習題求解當中，整體法體現(xiàn)了一種特殊性，和普通的受力分析不同，整體法并非是對每個力作用進行分析，而是在相關條件下將題目中聯(lián)系比較緊密物體當作一個整體，進而分析該整體的受力情況。通過整體法的運用，能夠對物理之間復雜受力進行規(guī)避，快速了解問題重點，降低問題難度，從而提高解題效率。

物理學科中力學所占據(jù)的篇幅相對而言比較大，同時也是考試中的重點。在力學解題過程中應用整體法，能夠將物體受力過程簡單化，利用整體帶入的方式，將一些繁瑣的受力分析過程省略，將學生的思考過程也進行了簡化，脫離固定的思維模式，完成解題。通過實踐發(fā)現(xiàn)，整體法的運用主要體現(xiàn)了以下幾種優(yōu)勢：①降低習題求解難度，實現(xiàn)解題效率的提升。②在原來的基礎上將物理解題思路進行拓展，培養(yǎng)綜合性解題思維。③從多個角度分析受力，更加深層次的理解物理力學內(nèi)容。

2.高中物理力學解題思路與整體法的運用

2.1基礎階段——了解力學概念

在物理學科中，概念是其中最為最基礎的一個知識點，同時也是我們務必要掌握的要點。一方面，可以加強對物理概念的了解，劃分各個概念的界限，例如加速度和速度的概念，另一方面，也要對題目中的各個物理量之間的關聯(lián)進行關注。以此發(fā)散學生思維，并實現(xiàn)對創(chuàng)造性的培養(yǎng)，在今后的解題中能夠舉一反三。

例1：如下圖1所示，人與車的質量分別是m、M，人用水平力F拉繩子，圖中兩端繩子均處于水平方向，不計滑輪質量和摩擦力，如果人與車保持相對靜止，且水平地面是光滑的，求車的加速度。

解析：要求車的加速度，需要將車進行隔離，由題目可知，人與車保持相對靜止，也就是人和車的加速度相同，所以可以將人和車視為一個整體，對于整體便可以使用牛頓第二定律進行求解。在這一過程中便要對牛頓第二定律的概念進行了解，以此才能更加快捷的完成解題。將人與車整體當作研究對象，整體分別受到重力、水平面支持力以及兩條繩拉力，在豎直方向重力和支持力平衡，這時水平方向繩拉力是2F，因此得到2F=（M+m）a，求解得解得：a=。

2.2審題階段——深入分析題意

在物理習題中，題目中所給的已知條件內(nèi)已經(jīng)包含一個甚至幾個互相關聯(lián)的物體，有些題目甚至也會提供所有物理過程，但是也有一些題目中只有一部分物理過程，所以，我們在解題時只有深入分析題意，認真審題，才能找到解題的有效方法。在審題的過程中，要先分析題目中物理系統(tǒng)的受力，統(tǒng)一單位之后進行運算，從而對結果的合理性進行判斷，隨后使用抽象思維想象習題中的研究對象，進行物理圖景的轉變，以此學生便能夠更為直接的其運動規(guī)律進行分析，進而確定解題思路。此外，在審題時，我們也要將通過題目了解的物理條件通過示意圖的方式進行表示，按照題目所給條件在示意圖中對受力情況進行標注，從而更加直接的了解習題中物體的受力情況。

例2：如下圖2所示，使用輕質細線將兩個質量未知小球進行懸掛，如果向小球a不斷施加向左偏下30°的恒力，并且向小球b不斷施加向右偏上30°的恒力，且力度大小相同，使其可以達到平衡，由此以下哪幅圖能夠表示平衡狀態(tài)？

解析：要確定表示平衡狀態(tài)的圖，最為主要的是要求解兩條輕質細繩對小球a和b的拉力方向，只有如此才能確定結果。將小球a、b和連線作為研究對象，且該研究對象受五個力作用，也就是兩個重力（ma+mb）g，作用在兩個小球上的恒力Fa、Fb和上端細線對系統(tǒng)的拉力T1。由于系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，所以受合力為零，再因為Fa、Fb的大小相等，且方向相反，由此可以抵消，但是（ma+mb）g的方向豎直向下，因此懸線對系統(tǒng)拉力T1的方向為豎直向上。再將b球作為研究對象，b球在重力mbg、恒力Fb和連線拉力T2三個力的作用下處于平衡狀態(tài)，由題知恒力向右偏上30°，且重力豎直向下，平衡時連線拉力T2的方向是和恒力Fb、重力mbg合力方向相反，故而選A。

2.3解題階段——分解知識點

高中階段的物理力學所有知識點中，學生需要重點了解并且熟練運用的主要有以下幾個：即牛頓運動三定律、萬有引力定律、能量守恒定律等，因為力學相關習題考察的點也與這幾個點有關，所以物理解題的過程也是學生培養(yǎng)邏輯思維能力和抽象思維能力的過程。運用整體法求解物理習題，最重要的便是對題目中的已知條件進行分解，通過力學相關知識點將題目中包含的所有難點進行分解，進行分階段解讀，如此一來便會降低解題難度。

例3：如下圖3所示，一塊質量M為10kg的木塊ABC 靜置于表面比較粗糙的水平地面上，滑動摩擦因數(shù)μ=0.02，在木塊傾角θ為30°的斜面上方，放置了一個質量m=1.0kg的物塊，該木塊由靜止逐漸沿斜面下滑，當滑行路程s=1.4m時，木塊的速度v=1.4m/s，在這一過程中木塊保持靜止，求解地面對木塊的摩擦力大小與方向。（重力加速度取g=10/s）

解析：物塊m由靜止開始沿木塊的斜面下滑，其中分別受重力、彈力、摩擦力的影響，在這三個恒力作用下木塊做勻加速直線運動，這時通過運動學公式可知下滑加速度。物塊m處于不平衡狀態(tài)下，也就證明木塊M一定存在地面的摩擦力，要求解其大小與方向，可以按照力平衡條件獲得答案。此外，在求解這一題時，也可以將物塊m和木塊M當作一個整體，按照系統(tǒng)牛頓第二定律進行求解。

2.4總結階段：充分掌握力學知識

作為學生，為了學好物理學科中的力學知識，需要做到以下幾點：①掌握力學單元的基礎知識，要做好所有知識點并重，面對考試，也不要報以僥幸心理，要扎實的掌握所有知識，如此才能真正提高解題效率。②學生要對考試中容易出現(xiàn)的重要知識點進行掌握，比如萬有引力定律、牛頓定律等，只有全面掌握這些知識點，才能在解題時快速找到解題思路。③因為物理力學和數(shù)學中的一些知識有很大的關聯(lián)性，所以學生需要在學習物理的基礎上學好數(shù)學，以此才能培養(yǎng)數(shù)學、物理學科的綜合素質，進而提升自身解題水平。

結束語

綜上所述，高中階段的物理力學在所有知識中占據(jù)了非常重要的地位，在習題求解時運用整體法，能夠降低解題難度，快速分析物體受力，從而提高物理解題水平，培養(yǎng)物理綜合素質。

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