正方形车轮
中心忽高忽低,起伏最大
比较三种车轮中心点的轨迹,看看谁最平稳。
实验 A
彩色线就是中心点留下的运动轨迹。
中心忽高忽低,起伏最大
中心只有一点点起伏,已经很接近直线
中心高度不变,轨迹是一条水平直线
理想状态下,地面平直,轮子不打滑、不弹跳。三种车轮从中心到最远处的距离 R 相同,比较才公平。
实验已就绪,点击开始实验,兔白白会在车轮前方领跑。
正多边形会依次绕前方顶点“翻过去”,所以中心画出一段段圆弧。
再想一步
因为圆心到地面的距离一直等于半径,车轴不会上下跳,车上的人和物品就能平稳前进。
正 n 边形平放一条边时,中心最低。最低高度是 R × cos(π ÷ n);翻到一半时,中心最高,高度是 R。
n 越大,cos(π ÷ n) 越接近 1,所以起伏越来越小。边数多到“无限多”,就变成了圆。
这节互动实验用三种车轮一起滚动,让学生亲眼看到“为什么车轮是圆的”:正多边形车轮滚动时中心忽高忽低,边数越多越平稳,而圆形车轮的中心始终在一条水平线上。
因为圆心到圆上任意一点的距离都等于半径。车轴装在圆心,车轮滚动时车轴到地面的距离一直不变,车就能平稳前进。
设中心到顶点的距离为 R,正方形车轮一条边平放在地上时中心最低,高度是 R × cos45° ≈ 0.707R。正十二边形是 R × cos15° ≈ 0.966R。
适合在学习“圆的认识”时作为引入或拓展,帮助学生理解圆的特征和它在生活中的用处。
本课件属于“小白数学课堂”系列,由爱小课制作,可免费在课堂上使用。