例談數(shù)理知識(shí)在生活中的應(yīng)用

周正若

摘 要：本文結(jié)合實(shí)例談數(shù)理知識(shí)在我們?nèi)粘Ｉ钪械膹V泛應(yīng)用，從而說(shuō)明我們中學(xué)生學(xué)好數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)知識(shí)對(duì)以后從事各種社會(huì)工作具有重要的作用。

關(guān)鍵詞：中學(xué)物理；數(shù)學(xué)知識(shí)；知識(shí)應(yīng)用

一、數(shù)學(xué)在生活中的應(yīng)用

數(shù)學(xué)是人們生活、勞動(dòng)和學(xué)習(xí)必不可少的工具，能夠幫助人們處理數(shù)據(jù)、進(jìn)行計(jì)算、推理和證明，數(shù)學(xué)模型可以有效地描述自然現(xiàn)象和社會(huì)現(xiàn)象；數(shù)學(xué)為其他科學(xué)提供了語(yǔ)言、思想和方法，是一切重大技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，數(shù)學(xué)在提高人的推理能力、抽象能力、想像力和創(chuàng)造力等方面有著獨(dú)特的作用數(shù)學(xué)是人類的一種文化，它的內(nèi)容、思想、方法和語(yǔ)言是現(xiàn)代文明的重要組成部分。

如今，數(shù)學(xué)知識(shí)和數(shù)學(xué)思想已經(jīng)極其廣泛的應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活之中。舉一些簡(jiǎn)單的例子，購(gòu)物之后人們會(huì)記賬，以方便他們的年終統(tǒng)計(jì)查詢；在銀行辦理儲(chǔ)蓄業(yè)務(wù)；查收各住戶水電費(fèi)用等，算術(shù)及統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)在這些方面都得到了應(yīng)用。此外，機(jī)關(guān)大院和社區(qū)門口的“推拉式自動(dòng)伸縮門”；運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上跑道直道與彎道的平滑連接；樓間距的計(jì)算；折扇的設(shè)計(jì)以及黃金分割；隧道雙向作業(yè)起點(diǎn)的確定等，則運(yùn)用到了平面幾何之中直線圖形的性質(zhì)及解直角三角形有關(guān)知識(shí)。

在我們的生活中，還有許許多多應(yīng)用到數(shù)學(xué)知識(shí)的例子：比如說(shuō)生活中茶葉筒大部分都是圓柱體的，這是因?yàn)橹荛L(zhǎng)相等的圖形，圓形的面積比較大，使用圓柱體的茶葉筒不僅可以裝下更多的茶葉，還可以節(jié)省材料。數(shù)學(xué)應(yīng)用于生活中的例子是不可勝舉的，可以說(shuō)，數(shù)學(xué)不止僅僅在科學(xué)研究中有著至關(guān)重要的作用，它也隨時(shí)隨地都存在于我們的日常生活中。

二、物理學(xué)的實(shí)際應(yīng)用

物理是基于自然的一門有趣的科學(xué)，從亞里士多德的自然哲學(xué)，到牛頓的經(jīng)典力學(xué)，再到現(xiàn)代物理的相對(duì)論和量子論，在漫長(zhǎng)的歷史長(zhǎng)河中，有無(wú)數(shù)科學(xué)家為了探索發(fā)現(xiàn)新的物理規(guī)律而廢寢忘食。不論是在日常生活中、工業(yè)生產(chǎn)上，還是在醫(yī)學(xué)、天文科學(xué)上物理知識(shí)都有著非常廣泛的應(yīng)用，只要細(xì)心觀察我們就不難發(fā)現(xiàn)，我們生活的時(shí)代正在處于一個(gè)各種物理理論架設(shè)的情況中，三次工業(yè)革命，每一次技術(shù)都會(huì)有巨大進(jìn)步，在這巨大的進(jìn)步之中無(wú)不滲透著物理科學(xué)的新的應(yīng)用。

1.物理學(xué)在人體方面應(yīng)用

眼睛是人們觀察世界的窗口，而如今由于多種原因近視眼這個(gè)問(wèn)題已困擾著許多人。我們不難知道眼睛是由在眼球前部凸出的堅(jiān)韌的透明角膜、含有纖維膠質(zhì)的透明囊狀的晶狀體、無(wú)色透明的水樣液、視網(wǎng)膜及無(wú)色透明的膠狀玻璃體構(gòu)成的。這些組成部分的共同作用就相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡。從物體射進(jìn)眼里的光線經(jīng)過(guò)一個(gè)凸透鏡折射后，在視網(wǎng)膜上形成縮小、倒立的實(shí)像，刺激分布在視網(wǎng)膜上的感光細(xì)胞，通過(guò)視神經(jīng)傳給大腦，于是我們就看見了物體。我們的眼睛不僅能看見近處的物體，而且還能看清遠(yuǎn)處的物體，是因?yàn)楫?dāng)物距改變時(shí)，它能靠改變晶狀體表面的彎曲程度來(lái)改變眼睛這個(gè)凸透鏡的焦距，眼睛實(shí)際上是一種精巧的變焦系統(tǒng)。當(dāng)眼睛受到某些因素影響使得這一變焦系統(tǒng)不能正常工作的時(shí)候，眼睛就看不清遠(yuǎn)處的東西了，即近視眼。在弄清楚了這些中學(xué)的物理知識(shí)后，人們就利用了適合的的凸透鏡即眼鏡來(lái)幫助調(diào)節(jié)人眼的焦距，從而使人可以看清遠(yuǎn)處的事物。在我們生活中我們所使用的照相機(jī)也是根據(jù)這樣一個(gè)原理來(lái)調(diào)焦、成像的。

2.物理學(xué)在生活中的應(yīng)用

在日常生活中，我們仔細(xì)觀察汽車就會(huì)發(fā)現(xiàn)有許多物理知識(shí)都應(yīng)用于此。比如說(shuō)汽車的輪胎都是有花紋的，汽車的輪胎之所以做成花紋樣式就是為了增大與地面的摩擦力，使汽車在路面上行駛能夠更安全，防止“打滑”；第二個(gè)就是汽車駕駛室外面的觀后鏡是一個(gè)凸鏡，這就利用到凸鏡對(duì)光線的發(fā)散作用和成正立、縮小、虛像的特點(diǎn)，使駕駛員看到的實(shí)物小，觀察的范圍大，從而保證行車安全。這些都是生活之中中學(xué)的基礎(chǔ)物理學(xué)知識(shí)的具體有效的應(yīng)用。還有一個(gè)應(yīng)用就是現(xiàn)在對(duì)我們來(lái)說(shuō)非常重要的日常應(yīng)用工具――電話，也是物理學(xué)知識(shí)實(shí)際應(yīng)用的例子。電話話筒相當(dāng)于一個(gè)大小變化的電阻，而聽筒是一個(gè)揚(yáng)聲器。電話里傳遞的信息通過(guò)交換機(jī)傳遞到另一方。而我們常常不離手的手機(jī)則是利用電磁波，以中轉(zhuǎn)站為媒介，實(shí)行異地通話的高科技設(shè)備。在生活中還有許多其他的應(yīng)用，如電燈的使用，澡巾能漂浮在水面上而香皂能下沉，這些都是物理規(guī)律在起作用。

3.物理學(xué)在天文上的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)在航天事業(yè)上經(jīng)歷了從無(wú)人探月到載人登月，取得了巨大的飛躍，實(shí)現(xiàn)了國(guó)人幾千年以來(lái)的飛天夢(mèng)想。向心力的利用、萬(wàn)有引力的作用、天體質(zhì)量的計(jì)算、行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)等物理科學(xué)知識(shí)在航天領(lǐng)域是無(wú)處不在。但是想要真正實(shí)現(xiàn)建設(shè)月球基地與開發(fā)利用月球的設(shè)想，那么還有很多工作等待著我們，特別是在技術(shù)上我們還需要有更大的飛躍。

物理學(xué)在人類探索天體的過(guò)程中始終扮演著極其重要的角色，一個(gè)著名的例子就是萬(wàn)有引力定律引發(fā)的海王星的發(fā)現(xiàn)。我們都知道行星是在一個(gè)橢圓形的軌道上繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)；每顆行星受到的引力不僅僅只由太陽(yáng)提供，除太陽(yáng)的引力最大外，還要受到其他行星的引力。要弄清楚這些就需要更復(fù)雜一些的運(yùn)算，而正是這種運(yùn)算，導(dǎo)致了海王星以及冥王星的發(fā)現(xiàn)。在200年前，人們眼中的太陽(yáng)系只有7大行星：水星、金星、地球、火星、木星、土星和天王星，后來(lái)，人們發(fā)現(xiàn)處于太陽(yáng)系最外面的行星――天王星的運(yùn)行軌道與用萬(wàn)有引力定律計(jì)算出的有較大的偏差。于是，有人推測(cè)，在天王星的軌道外側(cè)可能還有一顆行星，它對(duì)天王星的引力使天王星的軌道發(fā)生偏離。人們便開始計(jì)算并算出這顆行星的可能軌道，并且在計(jì)算出的位置終于觀測(cè)到了這顆新的行星，于是將它命名為海王星。發(fā)現(xiàn)海王星之后又發(fā)現(xiàn)它的軌道也與計(jì)算值有偏差，人們便進(jìn)一步推測(cè)，海王星軌道外側(cè)還有一顆行星，于是用同樣的方法發(fā)現(xiàn)了冥王星，可見萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)中的應(yīng)用價(jià)值。

三、數(shù)學(xué)與物理的關(guān)系

在物質(zhì)世界許多事物都是不可分割的，從不同的角度去看事物就會(huì)有不同的結(jié)論，同時(shí)許多事物之間也是相輔相成的，同樣物理和數(shù)學(xué)這兩門學(xué)科之間也是相輔相成的。物理與其它自然科學(xué)一樣都研究自然規(guī)律的，它們的任務(wù)之一是找出描述現(xiàn)象的物理量之間的規(guī)律，而表述幾個(gè)變量之間關(guān)系恰好是數(shù)學(xué)的特長(zhǎng)，這是數(shù)學(xué)的普適性所在。數(shù)學(xué)使一門學(xué)問(wèn)由定性變?yōu)槎浚瑥亩蛊渥優(yōu)榭茖W(xué)。可以說(shuō)，數(shù)學(xué)是打開各個(gè)自然學(xué)科大門的鑰匙，是其他學(xué)科發(fā)展過(guò)程中必不可少的一樣工具，反之，物理等學(xué)科的進(jìn)步也推動(dòng)著數(shù)學(xué)的不斷發(fā)展與進(jìn)步。

四、結(jié)語(yǔ)

不論是在古代還是在現(xiàn)代乃至今后物理和數(shù)學(xué)這兩門學(xué)科都扮演著重要的角色、有著非常廣泛的實(shí)際應(yīng)用，它們相與相輔相成、缺一不可。我們自有學(xué)好、掌握好這兩門學(xué)科的知識(shí)，才能在前人的基礎(chǔ)上繼續(xù)探索、尋求，揭示更多的宇宙未解之謎，解決生活中的新問(wèn)題，推動(dòng)人類社會(huì)文明的新進(jìn)程。

參考文獻(xiàn)：

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[3]數(shù)學(xué)與物理的關(guān)系，2011，6.