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知识讲解练一练   

本节导学

本节通过作摆线、内外摆线等实例介绍了如何把相等的直线长度转移到圆弧上,我们利用这种方法,可以制作真实的几何对象滚动的课件以及点在多段圆弧上的移动。

度量转移

在作图的过程中,有时需要将直线上的线段长度转移到圆上,使得弧长与线段长相等(如例8),有时需要将一个圆上的弧的长度转移到另一个圆上,使得弧长相等(如例9)。

例1 作摆线。 教师精讲

[简要步骤]:

(1)作线段AB,在线段AB上任取一点C,作线段DE

(2)以点C为圆心,线段DE为半径作圆,与过点C的线段AB的垂线相交于点F(点F在线段AB的上方),隐藏圆C和垂线;

(3)以点F为圆心,点C为圆上一点作圆;

(4)测量点AC之间的距离,将标签改为a,测量圆F的半径,将标签改为r

(5)将角度设置为弧度制,计算-a/r*1弧度的值,并标识为旋转角度;

(6)以点F为旋转中心,按标识的旋转角旋转点C,得点C¢

(7)同时选中点C和点C¢,作轨迹,得摆线,如图6.4。

图6.4

例2 作内外摆线(小圆在大圆内)。 教师精讲

[简要步骤]:

(1)以点A为圆心过点B作大圆,并度量大圆A的半径,将度量标签改为R

(2)在大圆A上任取一点C,连接AC,作弧BC,并度量弧BC的长度,将度量标签改为a

(3)点C为小圆与大圆的内切点。为了能够改变小圆的大小,且使大圆的半径为小圆半径的整数倍数,故需新建一个参数n,不妨设3£ n£18,再令小圆半径r=R/n即可。

(4)计算半径R/ n的值,得小圆的半径,将标签改为r,将数值r标识为距离;

(5)将点C向右按标识的距离水平平移,得点C¢

(6)以点C为圆心,点C¢为圆上的点作圆,交线段AC于点G,隐藏圆C和点C¢,再以点G为圆心,点C为圆上的点作圆,得小圆G

现在只需将弧BC的长度转移到小圆G上。

(7)将角度设置为弧度制,计算-a/r*1弧度的值,并标识为旋转角度;

(8)以点G为旋转中心,按标识的旋转角旋转点C,得点H

(9)同时选中点C和点H,作轨迹,将轨迹改成蓝色,得内摆线;

(10)作点H关于线段AC的对称点H¢,同时选中点C和点H¢,作轨迹,将轨迹改成红色,得外摆线,如图6.5。

 

图6.5                图6.6

改变n的值,同时也就改变了小圆的大小,如图6.6。

例3 周长相等。 教师精讲

[简要步骤]:

(1)作线段AB,以线段AB的中点C为圆心作半圆弧AB,在线段AB上取一点D,以线段AD的中点E为圆心作半圆弧AD,以线段DB的中点F为圆心作半圆弧DB

(2)测量半圆弧AB的长度及半径,并将半圆弧AB的长度标识为距离;

(3)作点G,将点G向右按标识的距离水平平移,得点G¢;

(4)连接GG¢,在线段GG¢上任取一点H

(5)同例1,将GH的距离转移到半圆弧AB上,即在半圆弧AB上作出点A¢,使弧AA的长度与GH的距离相等;

(6)测量半圆弧AD的长度及半径,并将半圆弧AD的长度标识为距离;

(7)将点GG¢向上竖直平移0.5cm,得点MN,并将点M向右按标识的距离水平平移,得点M¢,连接MM¢、MN

(8)过点H作线段GG¢的垂线,交线段MM¢于点I,交线段MN于点J(必要时可移动点H的位置,点IJ不能同时出现,只能出现一个);

(9)同例1,将MI的距离转移到半圆弧AD上,即在半圆弧AD上作出点A¢¢,使弧A¢¢A的长度与MI的距离相等;

(10)测量半圆弧DB的长度,并将半圆弧DB的长度标识为距离;

(11)同例1,将M¢、J的距离转移到半圆弧DB上,即在半圆弧DB上作出点D¢,使弧DD的长度与M¢、J的距离相等,如图6.7;

(12)选中点H,作动画按钮,隐藏不需要的对象和点的标签。

单击动画按钮,可以看到当点H从点G的位置运动到点G¢的位置时,大半圆上的点和小半圆上的点同时从点A的位置运动到点B的位置,如图6.8。

由此可知小半圆的周长和等于大半圆的周长。

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