例談數理知識在生活中的應用

周正若

摘 要：本文結合實例談數理知識在我們日常生活中的廣泛應用，從而說明我們中學生學好數學物理基礎知識對以后從事各種社會工作具有重要的作用。

關鍵詞：中學物理；數學知識；知識應用

一、數學在生活中的應用

數學是人們生活、勞動和學習必不可少的工具，能夠幫助人們處理數據、進行計算、推理和證明，數學模型可以有效地描述自然現象和社會現象；數學為其他科學提供了語言、思想和方法，是一切重大技術發展的基礎，數學在提高人的推理能力、抽象能力、想像力和創造力等方面有著獨特的作用數學是人類的一種文化，它的內容、思想、方法和語言是現代文明的重要組成部分。

如今，數學知識和數學思想已經極其廣泛的應用于工農業生產和人們的日常生活之中。舉一些簡單的例子，購物之后人們會記賬，以方便他們的年終統計查詢；在銀行辦理儲蓄業務；查收各住戶水電費用等，算術及統計學知識在這些方面都得到了應用。此外，機關大院和社區門口的“推拉式自動伸縮門”；運動場上跑道直道與彎道的平滑連接；樓間距的計算；折扇的設計以及黃金分割；隧道雙向作業起點的確定等，則運用到了平面幾何之中直線圖形的性質及解直角三角形有關知識。

在我們的生活中，還有許許多多應用到數學知識的例子：比如說生活中茶葉筒大部分都是圓柱體的，這是因為周長相等的圖形，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，還可以節省材料。數學應用于生活中的例子是不可勝舉的，可以說，數學不止僅僅在科學研究中有著至關重要的作用，它也隨時隨地都存在于我們的日常生活中。

二、物理學的實際應用

物理是基于自然的一門有趣的科學，從亞里士多德的自然哲學，到牛頓的經典力學，再到現代物理的相對論和量子論，在漫長的歷史長河中，有無數科學家為了探索發現新的物理規律而廢寢忘食。不論是在日常生活中、工業生產上，還是在醫學、天文科學上物理知識都有著非常廣泛的應用，只要細心觀察我們就不難發現，我們生活的時代正在處于一個各種物理理論架設的情況中，三次工業革命，每一次技術都會有巨大進步，在這巨大的進步之中無不滲透著物理科學的新的應用。

1.物理學在人體方面應用

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問題已困擾著許多人。我們不難知道眼睛是由在眼球前部凸出的堅韌的透明角膜、含有纖維膠質的透明囊狀的晶狀體、無色透明的水樣液、視網膜及無色透明的膠狀玻璃體構成的。這些組成部分的共同作用就相當于一個凸透鏡。從物體射進眼里的光線經過一個凸透鏡折射后，在視網膜上形成縮小、倒立的實像，刺激分布在視網膜上的感光細胞，通過視神經傳給大腦，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，而且還能看清遠處的物體，是因為當物距改變時，它能靠改變晶狀體表面的彎曲程度來改變眼睛這個凸透鏡的焦距，眼睛實際上是一種精巧的變焦系統。當眼睛受到某些因素影響使得這一變焦系統不能正常工作的時候，眼睛就看不清遠處的東西了，即近視眼。在弄清楚了這些中學的物理知識后，人們就利用了適合的的凸透鏡即眼鏡來幫助調節人眼的焦距，從而使人可以看清遠處的事物。在我們生活中我們所使用的照相機也是根據這樣一個原理來調焦、成像的。

2.物理學在生活中的應用

在日常生活中，我們仔細觀察汽車就會發現有許多物理知識都應用于此。比如說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”；第二個就是汽車駕駛室外面的觀后鏡是一個凸鏡，這就利用到凸鏡對光線的發散作用和成正立、縮小、虛像的特點，使駕駛員看到的實物小，觀察的范圍大，從而保證行車安全。這些都是生活之中中學的基礎物理學知識的具體有效的應用。還有一個應用就是現在對我們來說非常重要的日常應用工具――電話，也是物理學知識實際應用的例子。電話話筒相當于一個大小變化的電阻，而聽筒是一個揚聲器。電話里傳遞的信息通過交換機傳遞到另一方。而我們常常不離手的手機則是利用電磁波，以中轉站為媒介，實行異地通話的高科技設備。在生活中還有許多其他的應用，如電燈的使用，澡巾能漂浮在水面上而香皂能下沉，這些都是物理規律在起作用。

3.物理學在天文上的應用

隨著科學技術的不斷發展，我國在航天事業上經歷了從無人探月到載人登月，取得了巨大的飛躍，實現了國人幾千年以來的飛天夢想。向心力的利用、萬有引力的作用、天體質量的計算、行星繞太陽的運動等物理科學知識在航天領域是無處不在。但是想要真正實現建設月球基地與開發利用月球的設想，那么還有很多工作等待著我們，特別是在技術上我們還需要有更大的飛躍。

物理學在人類探索天體的過程中始終扮演著極其重要的角色，一個著名的例子就是萬有引力定律引發的海王星的發現。我們都知道行星是在一個橢圓形的軌道上繞太陽運動；每顆行星受到的引力不僅僅只由太陽提供，除太陽的引力最大外，還要受到其他行星的引力。要弄清楚這些就需要更復雜一些的運算，而正是這種運算，導致了海王星以及冥王星的發現。在200年前，人們眼中的太陽系只有7大行星：水星、金星、地球、火星、木星、土星和天王星，后來，人們發現處于太陽系最外面的行星――天王星的運行軌道與用萬有引力定律計算出的有較大的偏差。于是，有人推測，在天王星的軌道外側可能還有一顆行星，它對天王星的引力使天王星的軌道發生偏離。人們便開始計算并算出這顆行星的可能軌道，并且在計算出的位置終于觀測到了這顆新的行星，于是將它命名為海王星。發現海王星之后又發現它的軌道也與計算值有偏差，人們便進一步推測，海王星軌道外側還有一顆行星，于是用同樣的方法發現了冥王星，可見萬有引力定律在天文學中的應用價值。

三、數學與物理的關系

在物質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有不同的結論，同時許多事物之間也是相輔相成的，同樣物理和數學這兩門學科之間也是相輔相成的。物理與其它自然科學一樣都研究自然規律的，它們的任務之一是找出描述現象的物理量之間的規律，而表述幾個變量之間關系恰好是數學的特長，這是數學的普適性所在。數學使一門學問由定性變為定量，從而使其變為科學?？梢哉f，數學是打開各個自然學科大門的鑰匙，是其他學科發展過程中必不可少的一樣工具，反之，物理等學科的進步也推動著數學的不斷發展與進步。

四、結語

不論是在古代還是在現代乃至今后物理和數學這兩門學科都扮演著重要的角色、有著非常廣泛的實際應用，它們相與相輔相成、缺一不可。我們自有學好、掌握好這兩門學科的知識，才能在前人的基礎上繼續探索、尋求，揭示更多的宇宙未解之謎，解決生活中的新問題，推動人類社會文明的新進程。

參考文獻：

[1]萬有引力定律在天文學上的應用人造衛星，2011，10.

[2]中國校外教育理論，2007，5.

[3]數學與物理的關系，2011，6.