例谈数理知识在生活中的应用

周正若

摘 要：本文结合实例谈数理知识在我们日常生活中的广泛应用，从而说明我们中学生学好数学物理基础知识对以后从事各种社会工作具有重要的作用。

关键词：中学物理；数学知识；知识应用

一、数学在生活中的应用

数学是人们生活、劳动和学习必不可少的工具，能够帮助人们处理数据、进行计算、推理和证明，数学模型可以有效地描述自然现象和社会现象；数学为其他科学提供了语言、思想和方法，是一切重大技术发展的基础，数学在提高人的推理能力、抽象能力、想像力和创造力等方面有着独特的作用数学是人类的一种文化，它的内容、思想、方法和语言是现代文明的重要组成部分。

如今，数学知识和数学思想已经极其广泛的应用于工农业生产和人们的日常生活之中。举一些简单的例子，购物之后人们会记账，以方便他们的年终统计查询；在银行办理储蓄业务；查收各住户水电费用等，算术及统计学知识在这些方面都得到了应用。此外，机关大院和社区门口的“推拉式自动伸缩门”；运动场上跑道直道与弯道的平滑连接；楼间距的计算；折扇的设计以及黄金分割；隧道双向作业起点的确定等，则运用到了平面几何之中直线图形的性质及解直角三角形有关知识。

在我们的生活中，还有许许多多应用到数学知识的例子：比如说生活中茶叶筒大部分都是圆柱体的，这是因为周长相等的图形，圆形的面积比较大，使用圆柱体的茶叶筒不仅可以装下更多的茶叶，还可以节省材料。数学应用于生活中的例子是不可胜举的，可以说，数学不止仅仅在科学研究中有着至关重要的作用，它也随时随地都存在于我们的日常生活中。

二、物理学的实际应用

物理是基于自然的一门有趣的科学，从亚里士多德的自然哲学，到牛顿的经典力学，再到现代物理的相对论和量子论，在漫长的历史长河中，有无数科学家为了探索发现新的物理规律而废寝忘食。不论是在日常生活中、工业生产上，还是在医学、天文科学上物理知识都有着非常广泛的应用，只要细心观察我们就不难发现，我们生活的时代正在处于一个各种物理理论架设的情况中，三次工业革命，每一次技术都会有巨大进步，在这巨大的进步之中无不渗透着物理科学的新的应用。

1.物理学在人体方面应用

眼睛是人们观察世界的窗口，而如今由于多种原因近视眼这个问题已困扰着许多人。我们不难知道眼睛是由在眼球前部凸出的坚韧的透明角膜、含有纤维胶质的透明囊状的晶状体、无色透明的水样液、视网膜及无色透明的胶状玻璃体构成的。这些组成部分的共同作用就相当于一个凸透镜。从物体射进眼里的光线经过一个凸透镜折射后，在视网膜上形成缩小、倒立的实像，刺激分布在视网膜上的感光细胞，通过视神经传给大脑，于是我们就看见了物体。我们的眼睛不仅能看见近处的物体，而且还能看清远处的物体，是因为当物距改变时，它能靠改变晶状体表面的弯曲程度来改变眼睛这个凸透镜的焦距，眼睛实际上是一种精巧的变焦系统。当眼睛受到某些因素影响使得这一变焦系统不能正常工作的时候，眼睛就看不清远处的东西了，即近视眼。在弄清楚了这些中学的物理知识后，人们就利用了适合的的凸透镜即眼镜来帮助调节人眼的焦距，从而使人可以看清远处的事物。在我们生活中我们所使用的照相机也是根据这样一个原理来调焦、成像的。

2.物理学在生活中的应用

在日常生活中，我们仔细观察汽车就会发现有许多物理知识都应用于此。比如说汽车的轮胎都是有花纹的，汽车的轮胎之所以做成花纹样式就是为了增大与地面的摩擦力，使汽车在路面上行驶能够更安全，防止“打滑”；第二个就是汽车驾驶室外面的观后镜是一个凸镜，这就利用到凸镜对光线的发散作用和成正立、缩小、虚像的特点，使驾驶员看到的实物小，观察的范围大，从而保证行车安全。这些都是生活之中中学的基础物理学知识的具体有效的应用。还有一个应用就是现在对我们来说非常重要的日常应用工具――电话，也是物理学知识实际应用的例子。电话话筒相当于一个大小变化的电阻，而听筒是一个扬声器。电话里传递的信息通过交换机传递到另一方。而我们常常不离手的手机则是利用电磁波，以中转站为媒介，实行异地通话的高科技设备。在生活中还有许多其他的应用，如电灯的使用，澡巾能漂浮在水面上而香皂能下沉，这些都是物理规律在起作用。

3.物理学在天文上的应用

随着科学技术的不断发展，我国在航天事业上经历了从无人探月到载人登月，取得了巨大的飞跃，实现了国人几千年以来的飞天梦想。向心力的利用、万有引力的作用、天体质量的计算、行星绕太阳的运动等物理科学知识在航天领域是无处不在。但是想要真正实现建设月球基地与开发利用月球的设想，那么还有很多工作等待着我们，特别是在技术上我们还需要有更大的飞跃。

物理学在人类探索天体的过程中始终扮演着极其重要的角色，一个著名的例子就是万有引力定律引发的海王星的发现。我们都知道行星是在一个椭圆形的轨道上绕太阳运动；每颗行星受到的引力不仅仅只由太阳提供，除太阳的引力最大外，还要受到其他行星的引力。要弄清楚这些就需要更复杂一些的运算，而正是这种运算，导致了海王星以及冥王星的发现。在200年前，人们眼中的太阳系只有7大行星：水星、金星、地球、火星、木星、土星和天王星，后来，人们发现处于太阳系最外面的行星――天王星的运行轨道与用万有引力定律计算出的有较大的偏差。于是，有人推测，在天王星的轨道外侧可能还有一颗行星，它对天王星的引力使天王星的轨道发生偏离。人们便开始计算并算出这颗行星的可能轨道，并且在计算出的位置终于观测到了这颗新的行星，于是将它命名为海王星。发现海王星之后又发现它的轨道也与计算值有偏差，人们便进一步推测，海王星轨道外侧还有一颗行星，于是用同样的方法发现了冥王星，可见万有引力定律在天文学中的应用价值。

三、数学与物理的关系

在物质世界许多事物都是不可分割的，从不同的角度去看事物就会有不同的结论，同时许多事物之间也是相辅相成的，同样物理和数学这两门学科之间也是相辅相成的。物理与其它自然科学一样都研究自然规律的，它们的任务之一是找出描述现象的物理量之间的规律，而表述几个变量之间关系恰好是数学的特长，这是数学的普适性所在。数学使一门学问由定性变为定量，从而使其变为科学。可以说，数学是打开各个自然学科大门的钥匙，是其他学科发展过程中必不可少的一样工具，反之，物理等学科的进步也推动着数学的不断发展与进步。

四、结语

不论是在古代还是在现代乃至今后物理和数学这两门学科都扮演着重要的角色、有着非常广泛的实际应用，它们相与相辅相成、缺一不可。我们自有学好、掌握好这两门学科的知识，才能在前人的基础上继续探索、寻求，揭示更多的宇宙未解之谜，解决生活中的新问题，推动人类社会文明的新进程。

参考文献：

[1]万有引力定律在天文学上的应用人造卫星，2011，10.

[2]中国校外教育理论，2007，5.

[3]数学与物理的关系，2011，6.