论文部分内容阅读
摘要:培养学生巧妙地选取研究对象，是实现成功解决问题的第一步，同时有利于学生综合分析能力的提升。在教学过程中，教师要有意识地培养学生对所遇的问题进行具体分析、研究，弄清其中的物理状态、物理过程和物理情境，找出其中起重要作用的因素及有关条件，运用物理知识综合解决问题。
关键词：高中物理 研究对象
高中物理主要是研究物体最普遍的相互作用、最一般的运动规律，以及它所使用的实验手段和思维方法的自然科学。由于相互作用和运动规律都是发生在物体之间，所以在解决此类物理问题时,往往会遇到由两个或两个以上物体所组成的比较复杂的相互作用的系统。因此，巧妙选取系统中的研究对象，往往能起到事半功倍的解题效果，这也是成功解题的第一步。
一、选取研究对象的常用方法
1.隔离法
研究对象的选取，其实质是外力与内力的转化问题，如果所求问题与系统内部的相互作用有关，就要先从众多的客观事物中有目的地选择一个或几个作为研究对象，并将它与周围的环境进行隔离，即“隔离法”。这样一来，减少了物体之间的干扰，问题就变得清晰了，自然也就较易建立物理模型和运用物理规律了。
2.整体法
如果所求问题与系统内部的相互作用无关，就可以采用整体法处理问题。整体法包括研究对象的整体化和物理过程的整体化。当系统内部各物体之间的作用比较复杂，但系统整体与外界的作用却比较简单，且我们所要处理的问题是系统整体与外界的相互作用，而不是系统内部各物体之间的相互作用时，我们就将相互作用的两个或两个以上的物体组成一个整体作为研究对象。对研究对象进行整体化处理，去寻找未知量和已知量之间的关系,也即研究对象的“整体法”。当我们所关心的并不是运动过程的全部细节，而是运动过程的某个或某些特征或始末状态，我们会将多个物体相互作用的“全过程”当做一个整体研究过程来处理，可避免较为繁琐的思维过程。此法的关键是抓住“全过程”的“始”和“终”，从而寻找到必要的数量关系，建立相应的方程式。
整体法使用时，常有两种情况：一种是系统处于平衡状态。也即系统都处于静止状态或一起匀速运动时，或者系统内一部分处于静止状态，另一部分匀速运动。以上这些情况，系统整体都平衡，整体内每个物体所受合力为零，可以确定整体的受力特点；另一种是系统处于不平衡状态且无相对运动。由于系统内物体间没有相对运动，即整体内每个物体都具有相同的速度和加速度，这时整体所受的合力提供整体运动的加速度，这种情况利用整体法，更容易把握整体的受力情况和整体的运动特点。
二、巧选研究对象的策略
例1．如图1所示，光滑水平面上放着质量分别为m和2m的四个木块，其中两个质量为m的木块用不可伸长的轻绳相连，木块间的最大静摩擦力为μmg。现用水平拉力F拉其中一个质量为2m的木块，使四个木块以相同加速度一起运动。求最大水平拉力F为多少？轻绳对m的最大拉力为多少？
分析：四个物体一起运动时，A与D、B与C之间存在静摩擦力，且AD间静摩擦力大，最先达到最大静摩擦力。此时拉力F最大，轻绳对m的拉力也最大。因此求F时，首先要把ABCD四个物体看作整体，再把ABC三个看成整体。而求轻绳对m的最大拉力时，先把ABC三个看成整体，再把BC看成整体。
例2．如图2所示，三个可视为质点的金属小球A、B、C，质量分别为m、2m和3m，B球带负电，电荷量为q，A、C不带电，不可伸长的绝缘细线将三球连接，将它们悬挂在O点，三球均处于竖直向上场强为E的匀强电场中。将OA线剪断后的瞬间，A、B球间的细线拉力的大小为多少？
分析：如果B物体不带电，在剪断AB和BC的瞬间，拉力均为零。现在B物体带负电，受到向下的电场力作用，这时AB整体向下做相同加速度的运动，BC间的拉力为零，就不能把BC看作整体。因此，做这道题时，我们要先把AB看作整体，再隔离分析A，去求A、B球间的细线拉力。
综上所述，在分析多个物体相互作用时，灵活运用整体法和隔离法，将会极大地简化问题。在解题过程中，学生要具体分析和研究问题，弄清其中的物理状态、物理过程和物理情境，找出其中起重要作用的因素及条件，运用物理知识解决问题，有利于学生综合分析能力的提升。
（作者单位：江西省南昌市第三中学）
关键词：高中物理 研究对象
高中物理主要是研究物体最普遍的相互作用、最一般的运动规律，以及它所使用的实验手段和思维方法的自然科学。由于相互作用和运动规律都是发生在物体之间，所以在解决此类物理问题时,往往会遇到由两个或两个以上物体所组成的比较复杂的相互作用的系统。因此，巧妙选取系统中的研究对象，往往能起到事半功倍的解题效果，这也是成功解题的第一步。
一、选取研究对象的常用方法
1.隔离法
研究对象的选取，其实质是外力与内力的转化问题，如果所求问题与系统内部的相互作用有关，就要先从众多的客观事物中有目的地选择一个或几个作为研究对象，并将它与周围的环境进行隔离，即“隔离法”。这样一来，减少了物体之间的干扰，问题就变得清晰了，自然也就较易建立物理模型和运用物理规律了。
2.整体法
如果所求问题与系统内部的相互作用无关，就可以采用整体法处理问题。整体法包括研究对象的整体化和物理过程的整体化。当系统内部各物体之间的作用比较复杂，但系统整体与外界的作用却比较简单，且我们所要处理的问题是系统整体与外界的相互作用，而不是系统内部各物体之间的相互作用时，我们就将相互作用的两个或两个以上的物体组成一个整体作为研究对象。对研究对象进行整体化处理，去寻找未知量和已知量之间的关系,也即研究对象的“整体法”。当我们所关心的并不是运动过程的全部细节，而是运动过程的某个或某些特征或始末状态，我们会将多个物体相互作用的“全过程”当做一个整体研究过程来处理，可避免较为繁琐的思维过程。此法的关键是抓住“全过程”的“始”和“终”，从而寻找到必要的数量关系，建立相应的方程式。
整体法使用时，常有两种情况：一种是系统处于平衡状态。也即系统都处于静止状态或一起匀速运动时，或者系统内一部分处于静止状态，另一部分匀速运动。以上这些情况，系统整体都平衡，整体内每个物体所受合力为零，可以确定整体的受力特点；另一种是系统处于不平衡状态且无相对运动。由于系统内物体间没有相对运动，即整体内每个物体都具有相同的速度和加速度，这时整体所受的合力提供整体运动的加速度，这种情况利用整体法，更容易把握整体的受力情况和整体的运动特点。
二、巧选研究对象的策略
例1．如图1所示，光滑水平面上放着质量分别为m和2m的四个木块，其中两个质量为m的木块用不可伸长的轻绳相连，木块间的最大静摩擦力为μmg。现用水平拉力F拉其中一个质量为2m的木块，使四个木块以相同加速度一起运动。求最大水平拉力F为多少？轻绳对m的最大拉力为多少？
分析：四个物体一起运动时，A与D、B与C之间存在静摩擦力，且AD间静摩擦力大，最先达到最大静摩擦力。此时拉力F最大，轻绳对m的拉力也最大。因此求F时，首先要把ABCD四个物体看作整体，再把ABC三个看成整体。而求轻绳对m的最大拉力时，先把ABC三个看成整体，再把BC看成整体。
例2．如图2所示，三个可视为质点的金属小球A、B、C，质量分别为m、2m和3m，B球带负电，电荷量为q，A、C不带电，不可伸长的绝缘细线将三球连接，将它们悬挂在O点，三球均处于竖直向上场强为E的匀强电场中。将OA线剪断后的瞬间，A、B球间的细线拉力的大小为多少？
分析：如果B物体不带电，在剪断AB和BC的瞬间，拉力均为零。现在B物体带负电，受到向下的电场力作用，这时AB整体向下做相同加速度的运动，BC间的拉力为零，就不能把BC看作整体。因此，做这道题时，我们要先把AB看作整体，再隔离分析A，去求A、B球间的细线拉力。
综上所述，在分析多个物体相互作用时，灵活运用整体法和隔离法，将会极大地简化问题。在解题过程中，学生要具体分析和研究问题，弄清其中的物理状态、物理过程和物理情境，找出其中起重要作用的因素及条件，运用物理知识解决问题，有利于学生综合分析能力的提升。
（作者单位：江西省南昌市第三中学）