内容正文:
数学好玩之神奇的莫比乌斯带
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板块一:知识精讲
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1.莫比乌斯带
【知识点归纳】
莫比乌斯带由德国数学家莫比乌斯(Mobius,1790~1868)和约翰•李斯丁于1858年发现。就是把一根纸条扭转180°后,两头再粘接起来做成的纸带圈,具有魔术般的性质。
普通纸带具有两个面(即双侧曲面),一个正面,一个反面,两个面可以涂成不同的颜色;而这样的纸带只有一个面(即单侧曲面),一只小虫可以爬遍整个曲面而不必跨过它的边缘。这种纸带被称为“莫比乌斯带”(也就是说,它的曲面从两个减少到只有一个)。
2022年5月20日,日本名古屋大学等组成的研究团队在英国科学杂志上发布成果称,在世界首次合成了“莫比乌斯环”形状的碳分子,并将其命名为“莫比乌斯碳纳米带”。
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板块二:典题精练
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一.选择题(共4小题)
1.将如图中的纸环,沿虚线剪开,可以得到( )个纸环。
A.1 B.2 C.3
2.关于莫比乌斯带,下面说法错误的是( )
A.它只有一个面
B.沿着带子的中线剪开,得到两个环
C.它只有一条边
D.沿着三等分线剪开,得到一个大环和一个小环
3.如图,沿莫比乌斯圈的二分之一线剪下去,剪出来的结果会是( )
A.两个独立的纸环
B.一个两倍长的大纸环(不是莫比乌斯圈)
C.一个长方形纸条
D.一个两倍长的莫比乌斯圈
4.淘气用纸片做了一个莫比乌斯带,如图,将莫比乌斯带沿中间虚线剪开,得到的是( )
A.一个大的莫比乌斯带
B.两个套在一起的纸环
C.两个分开的纸环
D.一个大的纸环,但不是莫比乌斯带
二.填空题(共3小题)
5.过山车的跑道采用的就是 原理,它能使过山车在轨道两面通过。
6.如图是一条莫比乌斯带,在它的中间画一条虚线,沿着虚线剪开后会得到 个圈。
7.如图,取一张长60cm、宽5cm的长方形纸条,使两条宽相对,然后把其中一边的纸条扭转180°,与相对的另一边连接,用固定胶粘起来。一只蚂蚁从某点开始沿着所标出的线爬行,直到回到出发点为止,它爬行的距离是 cm。
三.判断题(共3小题)
8.游乐场的过山车跑道运用了莫比乌斯原理。 (判断对错)
9.机器上的传送带做成“莫比乌斯带”状,可以减少磨损。 (判断对错)
10.在莫比乌斯环的一侧用笔开始沿纸带的中间画线,画一圈后能回到起点。 (判断对错)
数学好玩之神奇的莫比乌斯带
参考答案与试题解析
一.选择题(共4小题)
1.【答案】A
【分析】莫比乌斯带:拿一张白的长纸条,把一面涂成黑色,然后把其中一端翻一个身,粘成一个莫比乌斯带,用剪刀沿纸带的中央把它剪开.纸带不仅没有一分为二,反而剪出一个两倍长的纸环;由此求解。
【解答】解:将图中的纸环,沿虚线剪开,可以得到一个两倍长的纸环。
故选:A。
【点评】熟知莫比乌斯带的特点是解决本题的关键。
2.【答案】B
【分析】通过简单介绍一下莫比乌斯带及一些简单实验,即可对四个答案进行选择:莫比乌斯带是德国数学家莫比乌斯在1858年发现的,把一长方形线条先捏着一端,另一端扭转180°,再粘贴起来就化成了莫比乌斯纸带,莫比乌斯带只有一个面,一条边;如果沿着中线剪一次,纸带会变成一个更大的纸环;如果沿着三等分线剪开没有一分为三,而成了一大一小两个相连的环,有趣的是新得到的这个较长的纸带本身是一个双侧曲面,它的两条边界自身虽不打结,但却相互套在一起。
【解答】解:由分析可知:
A.莫比乌斯带只有一个面,此说法正确;
B.沿着带子的中线剪开,得到两个环,此说法错误;
C.莫比乌斯带只有一条边,此说法正确;
D.沿着三等分线剪开,得到一个大环和一个小环,此说法正确。
故选:B。
【点评】本题是一道有关神奇的莫比乌斯带的认识的题目,解题的关键是认识莫比乌斯带。
3.【答案】B
【分析】莫比乌斯圈:拿一张白的长纸条,把一面涂成黑色,然后把其中一端翻一个身,粘成一个莫比乌斯带;用剪刀沿莫比乌斯圈的二分之一线剪下去,纸带不仅没有一分为二,反而剪出一个两倍长的纸环;由此求解。
【解答】解:如图,沿莫比乌斯圈的二分之一线剪下去,剪出来的结果会是一个两倍长的纸环。
故选:B。
【点评】熟悉莫比乌斯圈的特点是解决本题的关键,动手操作是解决此类问题最直接有效的方法。
4.【答案】D
【分析】莫比乌斯带:拿一张白的长纸条,把一面涂成黑色,然后把其中一端翻一个身,粘成一个莫比乌斯带;用剪刀沿纸带的中央把它剪开.纸带不仅没有一分为二,反而剪出一个两倍长的纸环;由此求解。
【解答】解:将莫比乌斯带沿虚线剪开,得到一个两倍长的纸环。
故选:D。
【点评】熟悉莫比乌斯带的特点是解决本题的关键,动手操作是解决此类问题最直接有效的方法。
二.填空题(共