整体法与隔离法在物理教学中的应用

约3870字。
　　整体法与隔离法在物理教学中的应用
　　摘要:
　　整体法与隔离法不仅适用于静力学和牛顿运动定律,在动量定理、动量守恒定律、动能定理、机械能守恒定律、能量的转化和守恒定律、热学、电学、光学中均可应用.
　　关键词：整体法与隔离法
　　我们研究的物理问题有的只涉及单一物体或单一变化过程,但更多的是涉及多个物体组成的系统或多个变化过程,根据问题所提供的条件和求解要求,可选择隔离法和整体法解题.
　　例1:如图所示,在光滑的水平面上,有等质量的五个物体,每个物体的质量为m.若用水平推力F推1号物体,求:              
　　(1).它们的加速度是多少?
　　(2).2、3号物体间的压力为多少?
　　解题策略:因各个物体的加速度相同,可以五个物体整体为研究对象求出整体的加速度.再以3、4、5号物体为研究对象求出2、3号物体间的压力.
　　解题提示:对整体F=5ma
　　对3、4、5号物体T=3ma
　　得a=F/5m;T=3F/5
　　题练小结:象例1中把问题中所涉及到的多个物体、多个过程、多个未知量作为一个整体来考虑的思维方法叫整体法.把整体的某一部分(如其中的一个物体或一个物理过程).单独从整体中抽取出来,进行分析研究的方法叫隔离法.
　　一、 多个物体的整体
　　例2:在粗糙水平面上有一个三角形木块a,在它的两个粗糙斜面上分别放着质量为m1和m2的两个木块b和c,如图2所示,已知m1>m2,三木块均处于静止状态,则粗糙地面对三角形木块
　　A、有摩擦力作用,摩擦力的方向水平向右
　　B、有摩擦力作用,摩擦力的方向水平向左
　　C、有摩擦力作用,但摩擦力的方向不能确定
　　D、没有摩擦力作用
　　解题策略:由于三个物体的加速度相同,又只需判断地面对三角形木块的摩擦力,所以以三个物体整体为研究对象,很快能得到正确答案D.
　　拓展发散:上题中若(1)、b和c都匀速下滑,而a处于静止状态; (2)、a和b处于静止状态, c加速下滑, 地面对三角形木块的摩擦力情况又怎样?
　　题练小结:当系统内各个物体的加速度相同或系统内只有一个物体有加速度,并且问题不涉及系统中某个物体的力和运动时,可用整体法求解
　　例3:两根金属杆ab和cd长度均为L,电阻均为R,质量分别为M和m,且M>m,用两根质量和电阻均可忽略不计的不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路,两导线分别跨绕在一根水平的光滑绝缘杆上,两金属杆ab和cd均处于水平位置,如图3所示.整个装置处在一个与回路平面相垂直的匀强磁场中,磁感应强度为B.若金属杆ab正好匀速向下运动,求其运动速度v的大小.