隨著教育領(lǐng)域的不斷革新,跨學(xué)科教學(xué)已經(jīng)逐漸成為培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的重要途徑之一.《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》中明確提出“整合數(shù)學(xué)與其他學(xué)科的知識(shí),完成跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)”,這將極大地助力學(xué)生發(fā)展學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí).
1化學(xué)與數(shù)學(xué)概率相結(jié)合
例1小紅將常見的4種生活現(xiàn)象:A.光合作用,B.鐵的生銹,C.冰雪融化,D.衣服晾干,分別寫在四張不透明的卡片正面,卡片除了字母和內(nèi)容以外,其他均完全相同,現(xiàn)將四張卡片背面朝上,洗勻放好.
(1)小紅從中隨機(jī)抽取一張卡片是化學(xué)變化的概率是 ;
(2)小紅從中隨機(jī)一次性抽取2張卡片,求抽取的2張卡片均為物理變化的概率;
(3)小紅隨機(jī)抽取一張卡片記錄后放回,再隨機(jī)抽取一張卡片,求抽取的2張卡片一張是物理變化,另一張是化學(xué)變化的概率.
思路分析 本題考查的是化學(xué)與數(shù)學(xué)之間跨學(xué)科結(jié)合的問題,需熟練掌握化學(xué)學(xué)科中“物理變化”和“化學(xué)變化”的概念.
解決本題的關(guān)鍵在于首先需要明確給定的生活現(xiàn)象中,哪個(gè)是化學(xué)變化,哪個(gè)是物理變化;然后再利用數(shù)學(xué)的概率原理,計(jì)算出所求的概率.
“光合作用”是植物將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程,“鐵的生銹”是鐵與氧氣、水發(fā)生反應(yīng)后生成鐵銹的過程,在這二者中均涉及化學(xué)反應(yīng);“冰雪融化”是冰變成水的過程,“衣服晾干”是衣服上的水蒸發(fā)的過程,這二者均是物理變化.
由此可知,是物理變化的為卡片 C 和卡片 D ,是化學(xué)變化的為卡片 A 和卡片 B :
解析(1)小紅從中隨機(jī)抽取一張卡片是化學(xué)變化有2種等可能的結(jié)果,即概率為
(2)根據(jù)題意可列出表1.
由表1可知,共有12種等可能的結(jié)果,其中小紅從中隨機(jī)一次性抽取兩張卡片均為物理變化的結(jié)果有2種,即 P (抽取的2張卡片均為物理變化) L=
(3)根據(jù)題意可列出表2.
由表2可知,共有16種等可能的結(jié)果,其中小紅抽取的2張卡片一張是物理變化,另一張是化學(xué)變化的結(jié)果有8種,即 P (抽取的2張卡片一張是物理變化,另一張是化學(xué)變化
2 物理與數(shù)學(xué)函數(shù)相結(jié)合
例2淼淼在做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)過程中,建立了如圖1所示的平面直角坐標(biāo)系,假設(shè)高為 5cm (包括火焰)的蠟燭的火焰端為點(diǎn) A ,將其放置在距離凸透鏡光心 B 左側(cè) 12cm 的原點(diǎn) O 處時(shí),在凸透鏡光 sB 的右側(cè) 12cm 處得到一個(gè)倒立、等大的實(shí)像,已知 AC//x 軸,點(diǎn) C 與點(diǎn) B 的橫坐標(biāo)相等,焦點(diǎn)為 F :
(1)求直線 CF 的解析式;
1小且次的八,(2)將蠟燭沿 x 軸向右平移 mcm ,點(diǎn) A 的對(duì)應(yīng)點(diǎn)為 A′ ,當(dāng)直線 A′B 與直線 CF 平行時(shí),求 Ωm 的值;(3)將蠟燭放在點(diǎn)(9,0)處時(shí),得到了如圖2所示的一個(gè)正立、放大的虛像,虛像的火焰端記為點(diǎn)D ,且點(diǎn) D,C,F(xiàn) 三點(diǎn)共線,求點(diǎn) D 的坐標(biāo).
思路分析本題考查的是物理與數(shù)學(xué)之間跨學(xué)科結(jié)合的問題,需熟練掌握物理學(xué)科中凸透鏡的成像規(guī)律相關(guān)知識(shí).
蠟燭在距離凸透鏡光心 B 左側(cè) 12cm 的原點(diǎn) O 處時(shí),在光心 B 右側(cè) 12cm 處得到了一個(gè)倒立、等大的實(shí)像,說明物距與像距相等,均為 12cm .進(jìn)而可知凸透鏡的焦距 f 是物距和像距的一半,即 f=6cm 又因?yàn)辄c(diǎn) c 與點(diǎn) B 的橫坐標(biāo)相等,則點(diǎn) C 的坐標(biāo)為(12,5).
解析(1)由題意可知,直線 CF 經(jīng)過點(diǎn)(24,-5) ,且點(diǎn) c 的坐標(biāo)為(12,5).
假設(shè)直線 CF 的解析式為 y=kx+b(k≠0) !現(xiàn)將(12,5), (24,-5) 代人其中,可得 ,解得
所以直線 CF 的解析式為
(2)因?yàn)橹本€ A′B 與直線 CF 平行,所以假設(shè)直線 A′B 的解析式為
根據(jù)題意可知,點(diǎn) B 的坐標(biāo)為(12,0),所以將 B(12,0) 代入其中,可得 解得 b1=10 ,所以直線 A′B 的解析式為
當(dāng) y=5 時(shí),
解得 x=6 所以點(diǎn) A′ 的坐標(biāo)為(6,5).因?yàn)辄c(diǎn) A 的坐標(biāo)為(0,5),所以 Σm 的值是6.(3)假設(shè)直線 AB 的解析式為 y=k2x+
b2(k2≠0) 因?yàn)閷⑾灎T放在了點(diǎn) (9,0) 處,所以點(diǎn) A 的坐標(biāo)為(9,5).將 A(9,5) ?B(12,0) 代人 y=k2x+b2(k2≠0) (
中,可得 可解得
(2所以直線 AB 的解析式為
由題(1)可知直線 CF 的解析式為
15,聯(lián)立這兩條直線的解析式,可得
(204號(hào)解得,所以點(diǎn) D 的坐標(biāo)為(6,10).
3結(jié)語
通過對(duì)本文中兩道例題的深入剖析,不僅對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)科以及其他學(xué)科的知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行了鞏固復(fù)習(xí),還培養(yǎng)了學(xué)生靈活應(yīng)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的綜合實(shí)踐能力.總而言之,打破學(xué)科壁壘,實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科知識(shí)之間的相互應(yīng)用,有助于學(xué)生以更全面的視角去觀測(cè)與理解世界.