席金合
地圖屬于不規(guī)則圖形,如何才能知道它的面積究竟有多大呢?其實(shí),只要具備初中數(shù)學(xué)和物理知識,肯動腦子,充分發(fā)揮想象力,就可以巧妙地測算出來。
用秤稱。取一塊厚度均勻的矩形薄木板,稱出斤數(shù),測算出面積,再用面積除以斤數(shù),就能得出每斤木板的面積值。接著,將地圖貼在與矩形木板同樣厚度的另一木板上,用鋸子沿著地圖輪廓線鋸下來,獲得一塊立體式的“木頭地圖”,再稱出其斤數(shù),最后用每斤木板的面積值乘以“木頭地圖”的斤數(shù),就能算出地圖的面積。
用泥捏。把橡皮泥捏成厚度均勻的薄片,貼覆在地圖上,用小刀削切外緣,使其與地圖輪廓線齊平,形成一塊“橡皮泥地圖”。然后,把這塊立體地圖捏成厚度相同的規(guī)則幾何體(比如矩形或圓形),由于橡皮泥前后體積和厚度未變,因此,這兩個模型是底面積相等且等高(即厚度)的柱形體,那么測出的規(guī)則幾何體底面積,就是地圖的面積。
用光照。將地圖貼在一張足夠大的硬紙板上,沿地圖的廓線剪出一個“地圖洞孔”,再取另一張硬紙板,在上面剪出一個方洞,測出方洞的面積。然后,將兩張硬紙板正對太陽,讓光線穿過上面的孔洞,分別照在盛有等溫等量煤油的兩個完全相同的容器上。在這要注意,選用的容器必須足夠大,能保證穿過孔洞的光線全部照在其上。經(jīng)過一段時間后,再測出兩個容器中煤油升高的溫度。由于在相同時間內(nèi),太陽熱的輻量與照射面積成正比,并且等量煤油的升溫又與受熱面積成正比,那么用方孔面積除以對應(yīng)的煤油升高的溫度,再乘以圖孔對應(yīng)的煤油溫度,就能得出地圖的面積。
用石壓。鋸出一個地圖形狀的木板,在上面擱上一定量的石塊,置于松軟的沙地里,測出壓陷的深度,并稱出地圖形狀的木板和石頭的總重量。然后,將面積已知、厚度相同的這種木板放在相同的沙地,再往上不斷地加石頭,當(dāng)壓陷的深度與前者相同時立即停止,稱出木板和石頭的總重量。由于兩塊木板壓陷的深度相等,表明兩者產(chǎn)生的壓強(qiáng)相等,也就是地圖形狀的木板及石頭的總重量與地圖形狀的木板面積之比,等于木板和石頭的總重量與木板面積之比,根據(jù)這個關(guān)系,可以計(jì)算出地圖的面積。
用刀刻。在一塊四方形涼粉上,用小刀挖出一個口部和底部均與地圖形狀完全相同的淺槽,并在里邊灌滿水。然后,制作一個長適當(dāng)、寬與地圖形淺槽深度相等的香煙盒形的木盒子,并且要足夠深。最后,將淺槽的水倒入其中,則盒中矩形水柱的長、高之積等于地圖的面積。這個結(jié)果,不難用尺子測算出來。
上述方法都包含了同一個思路:把不規(guī)則圖形的面積轉(zhuǎn)化為其他可測的量,且這個量與面積存在某種特定的比例關(guān)系,根據(jù)此種關(guān)系,就能推算出不規(guī)則圖形的面積。只要沿襲這種思路,借助數(shù)學(xué)和物理知識,結(jié)合實(shí)際問題,大膽想象,就不難找到與不規(guī)則圖形面積具有一定關(guān)系的可測量對象。這個對象或是一種現(xiàn)象,或是一種設(shè)置,或是一種系統(tǒng),或是一種構(gòu)成,或是一個過程,依據(jù)相應(yīng)的可測量對象,通過一定的數(shù)量關(guān)系,就可取得預(yù)定的測量結(jié)果。