體法與隔離法在中學(xué)物理中的應(yīng)用
中學(xué)物理力學(xué)中經(jīng)常會(huì)遇到有多個(gè)物體相互作用的連接體問題。學(xué)生覺得這部分問題處理起來很困難,所以我們在教學(xué)時(shí)就需要給學(xué)生補(bǔ)充一種很重要的方法,即整體法與隔離法。應(yīng)用整體法或隔離法來解答涉及多個(gè)物體組成的系統(tǒng)時(shí),問題就會(huì)變得非常容易。
一、整體法
在研究物理問題時(shí),把所研究的對象作為一個(gè)整體來處理的方法稱為整體法。采用整體法不僅可以把幾個(gè)物體作為整體,還可以把幾個(gè)物理過程作為一個(gè)整體,采用整體法常使問題解答更簡便。
運(yùn)用整體法解題的基本步驟:
(1)明確研究的系統(tǒng)或運(yùn)動(dòng)的全過程。
(2)畫出系統(tǒng)的受力示意圖和運(yùn)動(dòng)全過程的示意圖。
(3)尋找未知量與已知量之間的關(guān)系,選擇適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律列方程求解。
二、隔離法
把所研究對象從整體中隔離出來進(jìn)行研究,最終得出結(jié)論的方法稱為隔離法。可以把整個(gè)物體隔離成幾個(gè)部分來處理,還可以對同一個(gè)物體,同一過程中不同物理量的變化分別進(jìn)行處理。采用隔離法能排除與研究對象無關(guān)的因素,從而進(jìn)行有效的處理。如果要計(jì)算物體系內(nèi)部不同部分間的作用力,就必須要取隔離體來研究。
運(yùn)用隔離法解題的基本步驟:
(1)明確研究對象或過程、狀態(tài),選擇隔離對象。選擇原則是:一要包含待求量,二是所選隔離對象和所列方程數(shù)盡可能少。
(2)將研究對象從系統(tǒng)中隔離出來。
(3)對隔離出的研究對象、過程、狀態(tài)分析研究,畫出某狀態(tài)下的受力示意圖或某階段的運(yùn)動(dòng)過程示意 圖。
(4)尋找未知量與已知量之間的關(guān)系,選擇適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律列方程求解。
三、整體法與隔離法的關(guān)系
整體法與隔離法,不是相互對立的,在一般問題的求解中,隨著研究對象的轉(zhuǎn)化,往往兩種方法交叉運(yùn)用,相輔相成。所以,兩種方法的取舍,并無絕對界限,必須具體分析,靈活運(yùn)用。無論哪種方法,均以盡可能避免或減少待求量的出現(xiàn)為原則。
四、幾種應(yīng)用類型的典例分析
1.整體法在平衡態(tài)對象中的應(yīng)用
平衡態(tài)對象是指研究對象處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
2.整體法在非平衡態(tài)對象中應(yīng)用
非平衡態(tài)對象是指研究對象有共同的加速度或?qū)ο笾械哪承┪矬w有加速度。
3.隔離法與整體法的交叉運(yùn)用
總之,在實(shí)際應(yīng)用中,隔離法和整體法往往同時(shí)交替使用。