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        用數(shù)學探索多學科的秘密

        2020-09-06 13:57:33徐菊萍
        初中生世界·九年級 2020年8期
        關(guān)鍵詞:反比例杠桿酒精

        徐菊萍

        “海上生明月,天涯共此時?!碑斘覀円髡b此詩,感受詩中呈現(xiàn)的雄渾闊大的意境,浮現(xiàn)天際線與一輪圓月交相輝映的畫面之時,是否會抽象出圓與直線的三種位置關(guān)系?當我們用數(shù)學的眼光去觀察現(xiàn)實世界,加以思考提煉,會發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實世界中蘊含的本質(zhì)規(guī)律有助于我們更好地探索這個世界。今天,讓我們拿起數(shù)學這把打開科學大門的鑰匙,一起探索如何用數(shù)學這個工具更好地認識物理、化學、語文等學科的秘密。

        例1如圖1,這是一幅用杠桿撬石頭的示意圖,C是支點,當用力壓杠桿的A端時,杠桿繞C點轉(zhuǎn)動,另一端B向上翹起,石頭就被撬動了?,F(xiàn)有一塊石頭,要使其滾動,杠桿B端必須向上翹10厘米。已知杠桿上的AC與BC長度之比為5∶1,若要使這塊石頭滾動,至少要將杠桿的A端向下壓多少厘米?

        【融合學科】物理。

        【分析】本題考查的數(shù)學知識是相似模型。先根據(jù)題意構(gòu)造出相似三角形,然后根據(jù)相似三角形的對應邊成比例求得端點A向下壓的長度。

        解:如圖2,AM、BN都與水平線垂直,即AM∥BN。

        易知:△ACM∽△BCN,

        ∵杠桿上AC與BC長度之比為5∶1,

        ∴AM=5,即AM=5BN,BN1

        ∴當BN≥10厘米時,AM≥50厘米。故要使這塊石頭滾動,至少要將杠桿的端點A向下壓50厘米。

        例2在壓力不變的情況下,某物體承受的壓強p(Pa)是它的受力面積S(m2)的反比例函數(shù),其圖像如圖3。

        (1)求p與S之間的函數(shù)關(guān)系式。

        (2)求當S=0.5m2時物體承受的壓強p。

        【融合學科】物理。

        【分析】本題考查的是數(shù)學知識中反比例函數(shù)模型。現(xiàn)實生活中存在大量成反比例關(guān)系的兩個變量,在物理學科中應用也比較廣泛,解答該類問題的關(guān)鍵是確定兩個變量之間的函數(shù)關(guān)系,然后利用待定系數(shù)法求出它們的關(guān)系式。

        答:物體承受的壓強p為500Pa。

        例3現(xiàn)有兩種酒精溶液,甲種酒精溶液的酒精與水的比是3∶7,乙種酒精溶液的酒精與水的比是4∶1?,F(xiàn)要得到酒精與水的比為3∶2的酒精溶液50kg,問甲、乙兩種酒精溶液應各取多少?

        【融合學科】化學。

        【分析】本題考查的數(shù)學知識是方程模型,涉及兩個未知量。我們可以通過設(shè)未知數(shù),尋找題目的等量關(guān)系,列出方程組求解即可。

        解:設(shè)甲、乙兩種酒精溶液分別取

        答:甲酒精溶液取20kg,乙酒精溶液取30kg。

        例4“送郎一路雨飛馳,十里江亭折柳枝;離人遠影疾行去,歸來夢醒度相思?!比绻每v軸y表示從軍者與送別者離原地的距離,用橫軸x表示送別進行的時間,從軍者的行進路線為O→A→B→C,送別者的行進路線為O→A→B→D,那么下面的圖像與上述詩的含義大致吻合的是()。

        【融合學科】語文。

        【分析】本題考查的是數(shù)學知識的函數(shù)圖像,要學會根據(jù)古詩翻譯問題情境,結(jié)合題意理解函數(shù)圖像的橫軸和縱軸表示的量,再根據(jù)實際情況來判斷函數(shù)圖像。

        解:“送郎一路雨飛馳,十里江亭折柳枝”,說明從軍者和送別者一開始是在函數(shù)圖像的O點處,之后兩人離開O點一段距離后停留了一段時間;“離人遠影疾行去,歸來夢醒度相思”,說明從軍者是匆匆地離開,而送別者回到了原處。所以選C。

        (作者單位:南京師范大學附屬蘇州石湖中學)

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