2024年高中物理：整体法解题方式含例题 (2)
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1、2024年高中物理：整体法解题方式含例题解答物理习题是学生巩固和应用物理知识的过程，通过解题可以加深对物理概念和规律的理解，提高学生分析和解决问题的能力。在众多的解题方法中，整体法在解决一些不涉及局部间的关系问题中，显得尤为方便、快捷，本文就整体法解题作些探讨。所谓整体是指整个集体或整个事物的全部，而物理学中的整体不仅可视物体系为整体，还可将物理“全过程”视为整体。即整体法就是指对物理问题的整个系统或整个过程进行研究的方法。整体法的思维特点就是本着整体观念，对系统进行整体分析，是系统论中的整体原理在物理中的具体应用，它把一切系统均当作一个整体来研究，从而揭示事物的本质和变化规律，而不必追究系统内各物体的相互作用和每个运动阶段的细节，因而避免了中间量的繁琐推算，简捷巧妙地解决问题。下面通过具体例子来说明整体法在解决物理问题中的应用。一、视物体系为研究对象当求解的物理问题不涉及系统中某个物体所受的力和运动时，则只需选取几个相关联的物体组成的系统作为研究对象，就可求得所求量与已知量之间的关系；当运用适用于物体系的物理原理、定律时，则应取该物体系为研究对象。例如：运用机械能守恒定律时应取运动物
2、体与地球组成的系统为研究对象；运用动量守恒定律时，应取相互作用的物体组成的系统为研究对象等。例1. 如图1所示，质量为、倾角为的木楔ABC静置于动摩擦因数的水平地面上。在木楔的斜面上，有一质量的物块由静止开始沿斜面匀加速下滑，当滑到路程时，其速度，在这过程中木楔没有移动。求：地面对木楔的摩擦力大小和方向。图1解析：物块m与木楔M在相对静止时，是一个整体；当物体从静止开始沿斜面下滑，经时间t后，m获得了速度v。此时在水平方向上，物块m获得速度，木楔M保持静止，因此m、M组成的系统在水平方向上所受合外力不为零。以整体（m、M组成的系统）为研究对象，则物块m与木楔M之间的相互作用为内力，系统在水平方向只受地面对木楔的静摩擦力f的作用，即系统在水平方向所受合外力为，其冲量使系统在水平方向动量发生改变物块从木楔上由静止开始匀加速下滑有对系统水平方向应用动量定理有而联立以上三式解得：方向与方向相同，即水平向左。二、视运动全过程为研究对象当所求的物理量只涉及运动的全过程而不必分析某一阶段的运动情况时，可通过整体研究运动的全过程来解决问题；特别是运用动能定理和动量定理时，只需分析运动的初态和末态，而不必去追究运动过程的细节；对于处理变力问题及难以分析运动过程和寻找规律的问题，更显出其优越性。例2. 一个质量为m，带有电荷量为的小物体，可在水平轨道ox上运动，O端为一与轨道垂直的固定墙。轨道处于匀强电场中，场强大小为E，方向沿ox正向，如图2所示。小物体以初速度从点沿轨道运动时，受到大小不变的摩擦力f作用，且。设小物体与墙碰撞时，不损失机械能，且电量保持不变。求它在停止运动前所通过的总路程S。图2解析：小物体受到的电场力大小不变，且方向始终指向墙，小物体受到的摩擦力f的方向与物体运动方向相反，由于，不管开始时小物体是沿x轴正方向或负方向运动，小物体在多次碰撞后，最后必将停止在原点O处。以小物体运动的“全过程”为研究对象，电场力做功为正，大小为qEx。摩擦力做功为，全过程使用动能定理得：解得：通过以上命题，可归纳出用“整体法”解题的一般步骤：1. 确定物体系或全过程为研究对象；2. 分析研究对象的物理现象及规律；3. 运用上述物理规律定性或定量分析解题。
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