妙用“整體法與隔離法”解物理中考題

鄭宇

摘 要：物質(zhì)的運動和相互作用相關(guān)知識是中考的難點，2019年江蘇省多市的中考題中均出現(xiàn)了相關(guān)考題。如果學(xué)生能靈活應(yīng)用“整體法與隔離法”解題，則難度大大降低。教師如果能在平時的課堂上滲透整體法與隔離法的教學(xué)，將會大大提升學(xué)生正確解答中考題的能力。

關(guān)鍵詞：物理中考;整體法與隔離法;滲透

中圖分類號：G633.7????????? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A???? 文章編號：1992-7711（2020）15-087-1

“整體法與隔離法”是中學(xué)物理力學(xué)的一種解題方法，靈活運用這種方法，能提高學(xué)生解決問題的能力，能使一些中考題變繁為易，還能有效進(jìn)行初高中銜接。

一、“整體法與隔離法”的基本思路與解題步驟

1.“整體法與隔離法”的基本思路。

整體法的基本思路：將幾個具有相同運動狀態(tài)的物體作為研究對象，忽略各物體之間的相互作用力，只考慮整體受到的其他物體施加的力，這樣可以使系統(tǒng)的受力簡化，易于根據(jù)整體的運動狀態(tài)進(jìn)行受力分析。

隔離法的基本思路：將其中某個物體作為研究對象，考慮其受到的所有力，通常按照重力、彈力、其他力（比如電磁力等）、摩擦力的順序進(jìn)行受力分析。在物體的運動狀態(tài)明確時，能夠清晰地根據(jù)這個物體的運動狀態(tài)求出該物理所受的各個力之間的大小關(guān)系。

兩種方法各有優(yōu)勢，結(jié)合起來運用，可以解決力學(xué)中很多疑難問題，變繁為易，易于解決問題[1]。

2.“整體法與隔離法”的解題步驟。

（1）選取整體或者單個物體進(jìn)行受力分析，對應(yīng)兩類問題：先整體分析，再隔離某個物體進(jìn)行受力分析;或者先隔離某個物體（通常是受力較簡單的那個物體）分析，再整體進(jìn)行受力分析。

（2）結(jié)合物體的運動狀態(tài)列出運動方程，求解未知力。

二、2019年江蘇省鎮(zhèn)江市和蘇州市相關(guān)考題及“整體法與隔離法”解法

1.鎮(zhèn)江卷第11題：如圖所示，無人機(jī)水平飛行過程中，機(jī)上懸掛小球的細(xì)線向左偏，且小球與無人機(jī)保持相對靜止，不計空氣阻力，則在飛行過程中（? ）

A.無人機(jī)一定是向右飛行的

B.小球的運動狀態(tài)保持不變

C.小球的機(jī)械能可能減小

D.若剪斷細(xì)線，小球?qū)⑾蜃笙路竭\動

解法：隔離小球，進(jìn)行受力分析，小球受到兩個力：重力和細(xì)線的拉力，由于細(xì)線向左偏，可知這兩個力是非平衡力，小球處于非平衡狀態(tài)，小球的運動狀態(tài)是變化的，排除B選項。此時小球?qū)?yīng)有兩種運動情況：小球向右加速或者向左減速，小球的機(jī)械能可能增加或者減小，排除C選項。若剪斷細(xì)線，可知小球?qū)⑾蛴蚁禄蛘咦笙路竭\動，排除D選項。對小球和無人機(jī)整體分析，由小球的運動情況可知無人機(jī)的運動情況：向右加速或者向左減速，排除A選項?？芍_答案：C。

2.蘇州卷第21題：如圖所示，一氫氣球用細(xì)繩系在玩具車上，靜置于廣場的光滑水平地面上，當(dāng)有勻速的風(fēng)沿水平方向向右吹來，氣球和玩具車在風(fēng)力作用下向前運動，說明力能改變物體的??? ;玩具車在向右運動的過程中??? （選填“可能”或“不可能”）被風(fēng)吹離地面;一段時間后玩具車勻速前進(jìn)，此時細(xì)繩??? （選填“向左傾斜”、“向右傾斜”或“保持豎直”）。

解法：對氫氣球和小車整體受力分析，沒有風(fēng)時，氫氣球和小車整體受到重力、地面的支持力和浮力，三力平衡。因為風(fēng)力水平向右，不影響豎直方向的三個力，所以在豎直方向上，整體仍然平衡，可知支持力的大小不變，即小車不可能被風(fēng)吹離地面。一段時間后，玩具車勻速前進(jìn)，隔離玩具車進(jìn)行受力分析，可知玩具車在水平方向不受力，豎直方向上地面對玩具車的支持力，繩子拉力和玩具車的重力三力平衡，所以細(xì)線必定保持豎直。

答案：運動狀態(tài)，不可能，保持豎直。

以上題目，均作為壓軸小題出現(xiàn)，有一定的難度，正確使用“整體法與隔離法”可較為簡單地得到正確答案。

三、在教學(xué)中滲透“整體法與隔離法”的教學(xué)

1.在力與運動中的滲透。

蘇科版八下物理書，第60頁圖8-39可以用整體法來進(jìn)行講解，手握玻璃杯，玻璃杯不掉下來，原因是玻璃杯受到手的靜摩擦力，這個力的大小能知道嗎？把杯子和水看成一個整體受力分析，答案很明顯，整體受到整體的重力和手對杯子的靜摩擦力的作用，它們是一對平衡力，靜摩擦力的大小等于杯子和水的總重力。

2.在壓強與浮力中的滲透。

蘇科版八下物理書，第86頁“活動：估測大氣壓的值”，實驗中當(dāng)注射器中的活塞開始滑動時，記錄彈簧測力計的示數(shù)，此時用隔離法選取活塞作為受力物體，對活塞進(jìn)行受力分析，活塞受到拉力和大氣壓力兩個力的作用（不計活塞和筒壁之間的摩擦力），即可知道活塞受到的拉力和大氣壓力是一對平衡力，因此兩者大小相等。

3.在簡單機(jī)械中的滲透。

蘇科版九上物理書，“探究動滑輪的特點”，實驗中彈簧測力計的示數(shù)近似等于鉤碼和動滑輪總重力的一半。把動滑輪和鉤碼看成整體，整體受到總重力和繩子的拉力，所以彈簧測力計的示數(shù)近似等于鉤碼和動滑輪總重力的一半。

總之，使用整體法可以從整體分析力，進(jìn)而忽略物體之間的互相作用力，學(xué)生更容易分析清楚物體受力與運動的關(guān)系。而隔離法可以分析某物體的受力，便于得知某個力的大小。靈活運用整體法與隔離法解題，可以豐富學(xué)生的思維層次，培養(yǎng)學(xué)生物理建模能力[2]，提高學(xué)生解決問題的能力，更好地進(jìn)行初高中銜接。

[參考文獻(xiàn)]

[1]馬潤伍.隔離法在高中物理解題中的應(yīng)用[J].中學(xué)生數(shù)理化，2019（12）.

[2]劉巖華.例談模型建構(gòu)在物理“中考”中的應(yīng)用[J].物理教學(xué)，2019（14）.

（作者單位：蘇州市吳江區(qū)笠澤實驗初級中學(xué)，江蘇 蘇州215200）