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“海上生明月,天涯共此時。”当我们吟诵此诗,感受诗中呈现的雄浑阔大的意境,浮现天际线与一轮圆月交相辉映的画面之时,是否会抽象出圆与直线的三种位置关系?当我们用数学的眼光去观察现实世界,加以思考提炼,会发现现实世界中蕴含的本质规律有助于我们更好地探索这个世界。今天,让我们拿起数学这把打开科学大门的钥匙,一起探索如何用数学这个工具更好地认识物理、化学、语文等学科的秘密。
例1如图1,这是一幅用杠杆撬石头的示意图,C是支点,当用力压杠杆的A端时,杠杆绕C点转动,另一端B向上翘起,石头就被撬动了。现有一块石头,要使其滚动,杠杆B端必须向上翘10厘米。已知杠杆上的AC与BC长度之比为5∶1,若要使这块石头滚动,至少要将杠杆的A端向下压多少厘米?
【融合学科】物理。
【分析】本题考查的数学知识是相似模型。先根据题意构造出相似三角形,然后根据相似三角形的对应边成比例求得端点A向下压的长度。
解:如图2,AM、BN都与水平线垂直,即AM∥BN。
易知:△ACM∽△BCN,
∵杠杆上AC与BC长度之比为5∶1,
∴AM=5,即AM=5BN,BN1
∴当BN≥10厘米时,AM≥50厘米。故要使这块石头滚动,至少要将杠杆的端点A向下压50厘米。
例2在压力不变的情况下,某物体承受的压强p(Pa)是它的受力面积S(m2)的反比例函数,其图像如图3。
(1)求p与S之间的函数关系式。
(2)求当S=0.5m2时物体承受的压强p。
【融合学科】物理。
【分析】本题考查的是数学知识中反比例函数模型。现实生活中存在大量成反比例关系的两个变量,在物理学科中应用也比较广泛,解答该类问题的关键是确定两个变量之间的函数关系,然后利用待定系数法求出它们的关系式。
答:物体承受的压强p为500Pa。
例3现有两种酒精溶液,甲种酒精溶液的酒精与水的比是3∶7,乙种酒精溶液的酒精与水的比是4∶1。现要得到酒精与水的比为3∶2的酒精溶液50kg,问甲、乙两种酒精溶液应各取多少?
【融合学科】化学。
【分析】本题考查的数学知识是方程模型,涉及两个未知量。我们可以通过设未知数,寻找题目的等量关系,列出方程组求解即可。
解:设甲、乙两种酒精溶液分别取
答:甲酒精溶液取20kg,乙酒精溶液取30kg。
例4“送郎一路雨飞驰,十里江亭折柳枝;离人远影疾行去,归来梦醒度相思。”如果用纵轴y表示从军者与送别者离原地的距离,用横轴x表示送别进行的时间,从军者的行进路线为O→A→B→C,送别者的行进路线为O→A→B→D,那么下面的图像与上述诗的含义大致吻合的是()。
【融合学科】语文。
【分析】本题考查的是数学知识的函数图像,要学会根据古诗翻译问题情境,结合题意理解函数图像的横轴和纵轴表示的量,再根据实际情况来判断函数图像。
解:“送郎一路雨飞驰,十里江亭折柳枝”,说明从军者和送别者一开始是在函数图像的O点处,之后两人离开O点一段距离后停留了一段时间;“离人远影疾行去,归来梦醒度相思”,说明从军者是匆匆地离开,而送别者回到了原处。所以选C。
(作者单位:南京师范大学附属苏州石湖中学)
例1如图1,这是一幅用杠杆撬石头的示意图,C是支点,当用力压杠杆的A端时,杠杆绕C点转动,另一端B向上翘起,石头就被撬动了。现有一块石头,要使其滚动,杠杆B端必须向上翘10厘米。已知杠杆上的AC与BC长度之比为5∶1,若要使这块石头滚动,至少要将杠杆的A端向下压多少厘米?
【融合学科】物理。
【分析】本题考查的数学知识是相似模型。先根据题意构造出相似三角形,然后根据相似三角形的对应边成比例求得端点A向下压的长度。
解:如图2,AM、BN都与水平线垂直,即AM∥BN。
易知:△ACM∽△BCN,
∵杠杆上AC与BC长度之比为5∶1,
∴AM=5,即AM=5BN,BN1
∴当BN≥10厘米时,AM≥50厘米。故要使这块石头滚动,至少要将杠杆的端点A向下压50厘米。
例2在压力不变的情况下,某物体承受的压强p(Pa)是它的受力面积S(m2)的反比例函数,其图像如图3。
(1)求p与S之间的函数关系式。
(2)求当S=0.5m2时物体承受的压强p。
【融合学科】物理。
【分析】本题考查的是数学知识中反比例函数模型。现实生活中存在大量成反比例关系的两个变量,在物理学科中应用也比较广泛,解答该类问题的关键是确定两个变量之间的函数关系,然后利用待定系数法求出它们的关系式。
答:物体承受的压强p为500Pa。
例3现有两种酒精溶液,甲种酒精溶液的酒精与水的比是3∶7,乙种酒精溶液的酒精与水的比是4∶1。现要得到酒精与水的比为3∶2的酒精溶液50kg,问甲、乙两种酒精溶液应各取多少?
【融合学科】化学。
【分析】本题考查的数学知识是方程模型,涉及两个未知量。我们可以通过设未知数,寻找题目的等量关系,列出方程组求解即可。
解:设甲、乙两种酒精溶液分别取
答:甲酒精溶液取20kg,乙酒精溶液取30kg。
例4“送郎一路雨飞驰,十里江亭折柳枝;离人远影疾行去,归来梦醒度相思。”如果用纵轴y表示从军者与送别者离原地的距离,用横轴x表示送别进行的时间,从军者的行进路线为O→A→B→C,送别者的行进路线为O→A→B→D,那么下面的图像与上述诗的含义大致吻合的是()。
【融合学科】语文。
【分析】本题考查的是数学知识的函数图像,要学会根据古诗翻译问题情境,结合题意理解函数图像的横轴和纵轴表示的量,再根据实际情况来判断函数图像。
解:“送郎一路雨飞驰,十里江亭折柳枝”,说明从军者和送别者一开始是在函数图像的O点处,之后两人离开O点一段距离后停留了一段时间;“离人远影疾行去,归来梦醒度相思”,说明从军者是匆匆地离开,而送别者回到了原处。所以选C。
(作者单位:南京师范大学附属苏州石湖中学)