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)常會遇到有多個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)時就需要給學(xué)生補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物體組成的系統(tǒng)時,問題就會變得非常容易。
一、整體法
在研究物理問題時,把所研究的對象作為一個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物體作為整體,還可以把幾個物理過程作為一個整體,采用整體法常使問題解答更簡便。
運用整體法解題的基本步驟:
(1)明確研究的系統(tǒng)或運動的全過程。
(2)畫出系統(tǒng)的受力示意圖和運動全過程的示意圖。
(3)尋找未知量與已知量之間的關(guān)系,選擇適當?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行研究,最終得出結(jié)論的方法稱為隔離法??梢园颜麄€物體隔離成幾個部分來處理,還可以對同一個物體,同一過程中不同物理量的變化分別進行處理。采用隔離法能排除與研究對象無關(guān)的因素,從而進行有效的處理。如果要計算物體系內(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動過程示意 圖。
(4)尋找未知量與已知量之間的關(guān)系,選擇適當?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動狀態(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用
總之,在實際應(yīng)用中,隔離法和整體法往往同時交替使用。