數(shù)學(xué)物理知識(shí)在生活中的應(yīng)用

馬雨濤

摘 要:本文從中學(xué)數(shù)學(xué)、物理知識(shí)出發(fā),總結(jié)分析了這兩門基礎(chǔ)學(xué)科在日常生活、工業(yè)、環(huán)境、天文等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,說明數(shù)學(xué)物理知識(shí)在人類文明進(jìn)程中的重要作用,認(rèn)為中學(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)物理知識(shí)數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用

中圖分類號(hào):g420 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2012)05(c)-0231-01

1 數(shù)學(xué)在生活中的應(yīng)用

早在原始社會(huì)人們就學(xué)會(huì)了利用數(shù)學(xué)知識(shí),那時(shí)的人們?cè)谟?jì)算日子的時(shí)候,在繩子上打個(gè)結(jié),就表示一天。可見數(shù)學(xué)在生活中的應(yīng)用真是源遠(yuǎn)流長了。

數(shù)學(xué)源于生活,它最終的目的是服務(wù)于生活。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)思想在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們?nèi)粘Ｉ钪杏袠O其廣泛的應(yīng)用。譬如,人們購物后須記賬,以便年終統(tǒng)計(jì)查詢;去銀行辦理儲(chǔ)蓄業(yè)務(wù);查收各住戶水電費(fèi)用等,這些便都利用了算術(shù)及統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)。此外,社區(qū)和機(jī)關(guān)大院門口的“推拉式自動(dòng)伸縮門”;運(yùn)動(dòng)場(chǎng)跑道直道與彎道的平滑連接;底部不能靠近的建筑物高度的計(jì)算;隧道雙向作業(yè)起點(diǎn)的確定;折扇的設(shè)計(jì)以及黃金分割等,則是平面幾何中直線圖形的性質(zhì)及解直角三角形有關(guān)知識(shí)的應(yīng)用。

還有生活中很多數(shù)學(xué)應(yīng)用的例子:如我們知道生活中茶葉筒大部分都是圓柱體的,這是因?yàn)橥瑯又荛L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)在生活中的實(shí)際應(yīng)用例子還有很多,可以說,數(shù)學(xué)不止在科學(xué)研究中至關(guān)重要,在日常生活中也是無處不在的。

2 物理學(xué)的實(shí)際應(yīng)用

物理是一門基于自然的有趣科學(xué),他經(jīng)歷了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,無數(shù)科學(xué)家為了探索新的物理規(guī)律而時(shí)刻努力。物理學(xué)無論是在日常生活中、工業(yè)生產(chǎn)上,還是在天文科學(xué)上都有著廣泛的應(yīng)用,細(xì)心觀察我們就會(huì)發(fā)現(xiàn),我們正生活在一個(gè)各種物理理論架設(shè)的時(shí)代里,每一次的工業(yè)革命,技術(shù)的巨大進(jìn)步,無不滲透著物理科學(xué)的新的應(yīng)用。

2.1 物理學(xué)在人體方面應(yīng)用

現(xiàn)在困擾著許多人的一個(gè)問題就是近視眼,眼睛是人們觀察世界的窗口。它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、無色透明的水樣液、視網(wǎng)膜及無色透明的膠狀玻璃體構(gòu)成的。它們的共同作用相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡。從物體射進(jìn)眼里的光線經(jīng)過一個(gè)凸透鏡折射后,在視網(wǎng)膜上形成倒立、縮小的實(shí)像,刺激分布在視網(wǎng)膜上的感光細(xì)胞,通過視神經(jīng)傳給大腦,于是我們就看見了物體。眼睛不僅能看見近處的物體,而且還能看清遠(yuǎn)處的物體,當(dāng)物距改變時(shí),它能靠改變晶狀體表面的彎曲程度來改變眼睛這個(gè)凸透鏡的焦距,因此,眼睛實(shí)際上是一種精巧的變焦系統(tǒng),所以弄清楚了這些中學(xué)物理知識(shí)后,人們就利用了適合的的凸透鏡來幫助調(diào)節(jié)人眼的焦距,從而可以看清周圍的事物。我們生活中使用的照相機(jī)就是根據(jù)這樣一個(gè)原理來成像、調(diào)焦。

2.2 物理學(xué)在生活中的應(yīng)用

在汽車上有著許多物理知識(shí)的應(yīng)用:我們都知道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摩擦的,使汽車在路面上行駛能夠更安全,防止“打滑”;另外汽車駕駛室外面的觀后鏡是一個(gè)凸鏡。利用凸鏡對(duì)光線的發(fā)散作用和成正立、縮小、虛像的特點(diǎn),使看到的實(shí)物小,觀察范圍大,而保證行車安全,這些都是中學(xué)基礎(chǔ)物理學(xué)知識(shí)在生活中的具體應(yīng)用

還有一個(gè)現(xiàn)在我們每天離不開的日常應(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交換機(jī)傳遞到另一方。而手機(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。

在生活中還有其他許多應(yīng)用,如水龍頭的水越向下滴越細(xì),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。

2.3 物理學(xué)在天文上的應(yīng)用

隨著航天事業(yè)的不斷發(fā)展,我國在航天事業(yè)上已經(jīng)取得了很大的成就,從無人探月到載人登月,實(shí)現(xiàn)了國人幾千年的飛天夢(mèng)想。不過要真正實(shí)現(xiàn)建設(shè)月球基地與開發(fā)利用月球,還有很多工作要做,特別在技術(shù)上需要更大進(jìn)步。在航天領(lǐng)域,萬有引力的作用、向心力的利用、行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)、天體質(zhì)量的計(jì)算等物理科學(xué)知識(shí)無處不在。

物理學(xué)在人類探索天體的過程中始終起著極其重要的作用,一個(gè)著名的例子萬有引力定律引發(fā)海王星的發(fā)現(xiàn)。我們都知道行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)軌道并不是正圓,而是橢圓;每顆行星受到的引力也不僅由太陽提供,除太陽的引力最大外,還要受到其他行星的引力。這就需要更復(fù)雜一些的運(yùn)算,而這種運(yùn)算,導(dǎo)致了海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)。200年前,人們認(rèn)識(shí)的太陽系有7大行星:水星、金星、地球、火星、土星、木星和天王星,后來,人們發(fā)現(xiàn)最外面的行星——天王星的運(yùn)行軌道與用萬有引力定律計(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。而且人們計(jì)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,將它命名為海王星。再后,又發(fā)現(xiàn)海王星的軌道也與計(jì)算值有偏差,人們進(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,可見萬有引力定律在天文學(xué)中的應(yīng)用價(jià)值。

3 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個(gè)體,從不同的角度去看就會(huì)有不同的結(jié)論,同時(shí)許多事物與事物之間也是相輔相成的,同樣在物理和數(shù)學(xué)這兩門學(xué)科上也有著這樣一種復(fù)雜的關(guān)系。

物理和其它自然科學(xué)都是研究自然規(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,恰是數(shù)學(xué)的特長,這是數(shù)學(xué)的普適性所在。數(shù)學(xué)使一門學(xué)問由定性變?yōu)槎?從而使其變?yōu)榭茖W(xué)的。可以說,數(shù)學(xué)是打開各個(gè)自然學(xué)科大門的鑰匙,在物理等學(xué)科發(fā)展過程中起著重要的作用,反之,物理等學(xué)科的進(jìn)步也促進(jìn)數(shù)學(xué)的不斷發(fā)展。

4 結(jié)語

物理和數(shù)學(xué)這兩門學(xué)科知識(shí)在在古代、現(xiàn)代乃至今后都有非常廣泛的實(shí)際應(yīng)用,它們相與相輔相成、缺一不可。作為每一個(gè)現(xiàn)代人,學(xué)好、掌握好這兩門學(xué)科的知識(shí),才能踏著前人的足跡繼續(xù)探索、尋求,揭示更多的宇宙未解之謎,解決生活中的新問題,為人類社會(huì)文明進(jìn)步服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 萬有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用人造衛(wèi)星,2011,10.

[2] 中國校外教育理論,2007,5.

[3] 數(shù)學(xué)與物理的關(guān)系,2011,6.