整体法在初中物理解题中的应用分析

摘要：整体法是指对物理问题中的整个系统或整个过程进行分析、研究的方法.整体思维是一种综合思维，也是多种思维的高度综合，层次深、理论性强、运用价值高.因此，在物理研究与学习中要善于运用整体研究分析、处理和解决问题，一方面表现为知识的综合贯通，另一方面表现为思维的有机组合.灵活运用整体思维可以产生不同凡响的效果，显现“变”的魅力，把物理问题变繁为简、变难为易.

关键词：整体法； 物理解题； 初中物理； 方法分析； 整体分析

整体法是从局部到全局的一种思维过程，是系统论中的整体原理在物理中的应用.通过整体法分析物理问题，可以帮助同学弄清系统的整体受力情况和全过程的受力情况，从整体上揭示出事物的本质和变体规律，从而可以避开中间环节的繁琐推算，灵活地解决问题.整体法通常是应用在对外力对系统的分析.因而，学生要熟悉掌握整体法这种解题方法，在应对各种物理题时可以大大地提高解题的效率，加快解题的速度，提高物理成绩.

整体法分析问题主要是体现在两个方面：一是研究对象的整体法；而是物流过程的整体法，即把复杂的研究对象或者复杂的的物流过程看作是一个整体来进行研究分析.

一、研究对象的整体分析法

研究对象的整体分析法是指把两个或者两个以上的物体看作是一个整体，将这个整体当作是研究对象，不计系统内力或者是内部的变化，分析出整体所受到的力，然后再利用物理规律进行求解，得出答案.

例1如图1所示，装有滑轮的升降装置的底板质量为m，一个质量为2m的人站在底板上，用力拉绳子使得它匀速上升，求人的拉力应为多大？（不计滑轮和绳子的重量，也不计绳子和滑轮之间的摩擦力）

思路分析：将人和底板看作是一个整体，作为一个研究的对象，不考虑系统内部各个部分之间的相互作用，只考虑外界对整体的作用.受力分析图为图2所示.整体受到的竖直向下的力3mg，受到竖直向上的三段绳子4F的拉力.因为是匀速上升，所以这两对力是一组平衡力，其大小相等.

评析：从以上方法中可以看出，整体法是从整体观点出发，始终着眼于系统和外界之间的相互关联、相互作用、相互制约的关系，物理的概念清晰明确，运算起来方便.

例2密度均匀的直尺AB放在水平桌面上，尺子伸出桌子的部分为OB，OB是全长的三分之一，当B端挂着5 N的重物P时，直尺的A端刚刚开始翘起，如图3所示，则尺子受到的重力是（ ）

（A） 2.5 N （B） 5 N （C） 10 N （D） 无法确定

思路分析：在这道题中可以把它当作是一个整体，画出它的受力分析图如图4所示.

解：设重物P的重力Gp，动力臂OB=1/3AB，阻力为直尺的重力G，

阻力臂为OC=BC-OB=1/2AB-1/3AB=1/6AB，

由杠杆原理得：G·OC=Gp·OB，

G = Gp·OB/OC

=1/3AB÷1/6AB·5 N

=10 N.

因此选择（C）选项.

二、物理过程的整体分析法

所谓分析物理过程，就是要弄清物理过程的具体细节、分析其前因后果、制约条件及其本质特征，对物理过程的分析是解决物理问题的重要环节.分析物理过程首先必须弄清物理过程的各个组成环节，以及它们的制约条件；其次要抓住本质特征，剔除次要因素.这是分析物理过程的关键，在物理过程细节清楚的基础上，应仔细分析题述中的各种因素以及它们对物理过程的制约作用，剔除非本质的干扰因素，提取反映物理过程的本质特征；最后捕捉关键语句，挖掘隐含条件.

例3如图5所示为放在水平桌面上的圆柱形容器甲和底大口小的容器乙，分别往两个容器里面倒入两种不同的液体，液面的高度不相同.假设两个容器内液体对容器底部的压力分别为F1，F2，则（ ）

（A） F1>F2 （B） F1

（D） 无法确定

思路分析：这一题看起来研究的是局部的问题，但是简单地从局部入手，会受到许多的细节因素的干扰，比如，两容器的体积、密度，还有水的密度等等，很容易让我们陷入片面性和局部性.因此，在解这样的题型时，我们要从全局着眼，由全局看局部，先建立一个整体，再从整体到局部.这里的整体指的是一个适合所有场合的小球，即由任意物质构成的小球浸入任意密度的液体中.因此，这样的整体应用法是一种新的意义上的整体分析法.

解：选择任意的小球，不计小球的重力，密度以及体积可以变化，漂浮在任意密度的液体上，小球所受到的浮力一定等于它的重力，所以浮力是不变的.

根据阿基米德原理得：

F浮=ρ液gV排，

V排= F浮/ρ液g.

因为是放入同一液体中，液体的密度相同，所以可得小球所排开的液体的体积也是相同的.故本题选择（C）选项.

二、将研究对象与物理过程综合整体分析法

在中学物理的实际教学中，常常会遇到一些题目，是涉及到几个相互作用或者相互联系的物体，它们所发生的物理过程又是经历了很多个运动的阶段.在这个时候，如果简单地进行对象的研究或者进行物理过程的研究，则无法解开，因此，就需要将研究对象和物理过程综合起来，进行整体分析，解题的过程就简而化之了.

例3如图6所示容器内放有一长方体木块M，上面压有一铁块m，木块浮出水面的高度为h1（图a）；用细绳将该铁块系在木块的下面，木块浮出水面的高度为h2（图b）；将细绳剪断后（图c），则木块浮出水面的高度h3为（ ）

（A） h1 +ρ铁（h2-h1）/ρ水 （B） h2 +ρ铁（h2-h1）/ρ水

（C） h1 +ρ木（h2-h1）/ρ水 （D） h2 +ρ铁（h2-h1）/ρ木

分析1：从a到b：把M、m看做整体，整体受力平衡，总浮力等于M、m总重力，总重力不变，则总浮力不变，而b图增加了m的浮力，所以M受的浮力减小，则h2>h1.M受到的浮力减少量等于m受到的浮力，有：ΔV排M=Vm，即 SM（h2-h1）=m/ρ铁①.

分析2：从b到c：继续把M、m看做整体，图中受到容器支持力，M、m总重力不变，故总浮力减少（浮力减少量体现在M上），故h3>h2，ΔF浮=F支，ΔF浮=ρ水gSM（h3-h2），F支=mg-F浮m，即ρ水gSM（h3-h2）= mg-ρ水gm/ρ铁 ②.联立①②得h3=h1 +ρ铁（h2-h1）/ρ水，因此选择

（A）选项.

总之，在物理的力学中，整体分析法就是把几个物体视为一个整体，作为研究对象，受力分析时，只分析这一整体对象之外的物体对整体的作用力（外力），不考虑整体内部之间的相互作用力（内力）.在中学物理的学习中，采用整体法解题不仅仅是教给学生一种解题的方式，而且还能够培养学生思考问题的能力，对问题的思考不仅是拘泥于局部特征，而是从整体进行分析，全方位地分析问题的关键，从中找出解题的关键.

参考文献：

[1]王丽婵.利用整体法巧解牛顿第二定律[J]. 科教文汇（下旬刊），2011（1）.

[2]张宜强.高中物理的隔离法与整体法[J]. 技术物理教学，2010（1）.

[3]宋文庆.物理解题常用方法——整体法和隔离法[J]. 中学生数理化（教与学），2009（5）.

[江苏省张家港市第一中学 （215600）]