内容正文:
第1单元 圆 第1~2课时 《圆的认识》(一)~《圆的认识》(二)
一、圆的基本特征
1.圆是由一条曲线围成的封闭图形,圆上任意一点到圆的中心的距离都相等。
2.圆的中心叫圆心,一般用字母 O 表示。圆心决定圆的位置。
3.连接圆心和圆上任意一点的线段叫半径,一般用字母 r 表示。半径决定圆的大小。
4.通过圆心并且两端都在圆上的线段叫直径,一般用字母 d 表示。
5.圆有无数条半径和无数条直径。在同一个圆(或等圆)里,所有的半径都相等,所有的直径也都相等,且直径的长度是半径的 2 倍,用字母表示为 d=2r 或
r=d÷2。
6.圆是轴对称图形,直径所在的直线是圆的对称轴,圆有无数条对称轴。
二、用圆规画圆
1.用圆规画圆的步骤:
第一步:把圆规的两脚分开,定好两脚之间的距离(即半径)。
第二步:把有针尖的一脚固定在一点上(即圆心)。
第三步:把装有铅笔的一脚旋转一周,就画出了一个圆。
三、常见的轴对称图形及其对称轴条数
图形
对称轴条数
图形
对称轴条数
等腰三角形
1 条
长方形
2 条
等边三角形
3 条
正方形
4 条
等腰梯形
1 条
圆
无数条
半圆
1 条
环形
无数条
四、车轮为什么要做成圆形的
因为圆形车轮的圆心(车轴)到地面的距离(即半径)处处相等,车轮滚动时,车轴到地面的距离始终保持不变,所以行驶起来平稳。而正方形、椭圆等形状边缘上各点到中心的距离不相等,做成车轮就会上下颠簸。
五、特殊记忆口诀
画圆口诀:定-量-转(定圆心—量半径—旋转一周画成圆)
即:先定圆心确定位置,再量半径确定大小,最后旋转一周画出圆。圆规两脚之间的距离就是半径。
车轮平稳:圆一中,同长也——平稳走(古代《墨经》记载“圆,一中同长也”,意思是圆只有一个中心,从圆心到圆周上任意一点的长度都相等,这也是圆形车轮平稳的原因)
…………习题精练…………
一、填空题(共 19 题)
(1) 圆是由一条(_________)围成的封闭图形,圆上任意一点到(_________)的距离都相等。
(2) 圆中心的一点叫(_________),一般用字母(_________)表示。连接圆心和圆上任意一点的线段叫(_________),一般用字母(_________)表示。通过圆心并且两端都在圆上的线段叫(_________),一般用字母(_________)表示。
(3) (_________)决定圆的位置,(_________)决定圆的大小。
(4) 用圆规画圆时,圆规两脚叉开的距离是 3 厘米,画出的圆的半径是(_________)厘米,直径是(_________)厘米。
(5) 圆是(_________)图形,有(_________)条对称轴。圆的对称轴是(_________)所在的直线。半圆有(_________)条对称轴。
(6) 在同一个圆里,直径的长度是半径的(_________ )倍,用字母关系式表示为 d=( _________)。
(7) 一个圆的半径是 2.5 厘米,它的直径是( _________)厘米。一个圆的直径是 8.4 厘米,它的半径是(_________ )厘米。
(8) 圆有( _________)条对称轴,正方形有(_________ )条对称轴,等边三角形有(_________ )条对称轴,长方形有( _________)条对称轴。
(9) 在下面的括号里填上合适的数:
r=1.5 厘米,d=(_________ )厘米;
d=10 分米,r=(_________ )分米;
r=0.8 米,d=( _________)米。
(10) 两端都在圆上的线段中,( _________)是最长的一条。
(11) 画一个直径为 8 厘米的圆,圆规两脚之间的距离应取(_________ )厘米。若圆规两脚之间的距离是 4.5 厘米,则画出的圆的直径是(_________ )厘米。
(12) 一个圆有(_________ )条半径,每条半径的长度都(_________ )。一个圆有(_________ )条直径,每条直径的长度都(_________ )。
(13) 看图填空。(圆的各部分名称练习)
① 圆的半径是( _________)cm,直径是( _________)cm。(1-13-1)
② 圆的半径是( _________)cm,直径是( _________)cm。(1-13-2)
③ 长方形的长是(_________ )cm,宽是(_________ )cm。(1-13-3)
(1-13-1)(1-13-2)(1-13-3)
(14) 在一个长 12 厘米、宽 8 厘米的长方形中,画一个最大的圆,这个圆的直径是(_________ )厘米,半径是( _________)厘米。
(15) 在一个边长是 6 厘米的正方形中,画一个最大的圆,这个圆的直径是(_________ )厘米,半径是(_________ )厘米。
(16) (阅读理解)让我们根据以下说明来完成问题:圆的周长是通过定义圆周率π为周长与直径之比推导出来的,即周长等于π乘以直径(或2π乘以半径,在计算中π通常取3.14)
问题:一根绳子长 10 米,在一棵大树的树干上绕了 3 圈后还剩 2.44 米。绕树干 3 圈用去( _________)米,树干横截面的半径约是( _________)米。(得数保留两位小数)
(17) 下列图形各有几条对称轴?请填在括号里。
① (_________ )条;② (_________ )条;③ ( _________ )条;④ (_________ )条。
(1-17-1)
(18) (思维扩展)小明参加学校举办的“用圆规设计校徽”创意比赛,他想在校徽中用圆规画一条直径是 12 厘米的圆弧,圆规两脚应张开(_________ )厘米。如果他将圆规两脚张开的角度扩大到原来的 2 倍,新画出的圆的直径是(_________ )厘米,新圆直径是原圆直径的(_________ )倍。小明还观察到,自家轿车四个车轮都是圆形,车轮的圆心就是安装( _________ )的位置,这样车轮滚动时车身才能保持平稳。
(19) (思维扩展·研学活动)某博物馆为小学生开展“小小文物修复师”研学活动。馆员出示一面出土的唐代铜镜(圆形),铜镜边缘有残缺,但弧线轮廓清晰可辨。馆员为了让同学们理解圆的修复原理,提出问题:至少要将铜镜的圆形轮廓纸片对折(_________ )次,才能找到圆心?如果在铜镜轮廓上任取一条弦,作出这条弦的垂直平分线,再任取另一条弦作出其垂直平分线,两条垂直平分线的交点就是(_________ )。
二、判断题(共 5 题)
(1) 通过圆心的线段叫做直径。………………………………………………………( )
(2) 在同一个圆内,所有的半径都相等,所有的直径也都相等。…………………( )
(3) 圆的对称轴就是圆的直径。………………………………………………………( )
(4) 两条半径合起来就等于一条直径。………………………………………………( )
(5) 圆绕圆心旋转任意角度后,都能与原来的图形重合。…………………………( )
三、选择题(共 5 题)
请将选择题的选项写在选择题的答题区域。
题号
1
2
3
4
5
选项
(1) 下面各图形中,对称轴条数最多的是( )。
A. 等边三角形 B. 正方形 C. 圆 D. 长方形
(2) 画圆时,圆规两脚之间的距离是( )。
A. 直径 B. 半径 C. 圆心 D. 圆周
(3) 我国古代数学著作《墨经》中有“圆,一中同长也”的记载。“一中同长”的意思是( )。
A. 圆有两个中心,直径长度都相等
B. 圆只有一个中心(圆心),从圆心到圆上任意一点的长度都相等
C. 圆只有一个中心,直径和半径长度相同
D. 圆有一个中心,圆上任意两点之间的距离都相等
(4) (新情景·高铁移动)在观看高铁经过的视频时,小明发现列车在平直轨道高速行驶时车身非常平稳,但当他用椭圆形积木模拟车轮滚动时,车身却颠簸得厉害。他用数学知识解释道:在同一个圆内,圆心到圆上任意一点的距离都( ),所以圆形车轮在平直轨道上行驶时,车轴(圆心)到地面的高度始终不变,车身才能平稳前进;而椭圆边缘各点到中心的距离不都( ),所以车轴会上下起伏。下列选项中能完整、正确地补全以上推理过程的是( )。
A. 相等、相等 B. 不相等、相等 C. 不相等、不相等 D. 相等、不相等
(5)(思维扩展) 下图是在一个正方形内,以正方形的边为直径画出的两个半圆组成的图案。下面说法正确的是( )。
A. 该图形不是轴对称图形。 B. 该图形共有 1 条对称轴。
C. 该图形共有 2 条对称轴。 D. 该图形共有 4 条对称轴。
(3-5-1)
四、计算题(共 10 题)
(1) 已知半径求直径:r=5 厘米,d=?
(2) 已知半径求直径:r=3.6 分米,d=?
(3) 已知直径求半径:d=18 米,r=?
(4) 已知直径求半径:d=9.2 厘米,r=?
(5) 请用圆规画出一个半径为 2 厘米的圆,并用字母 O、r、d 标出它的圆心、半径和直径。
(6) 请用圆规画出一个直径为 6 厘米的圆。
(7) 填表。
半径 r
1.2 cm
0.45 m
( )dm
直径 d
( )cm
( )m
5 dm
(8) 我国自主研制的“奋斗者”号载人潜水器在深海作业时,需要在一张正方形钢板上切割出一个面积尽可能大的圆形零件。已知这块正方形钢板的边长是 16 厘米,则圆形零件的直径最大是多少厘米?半径是多少厘米?
(9) 观察下面的图形,在括号里填上合适的数。(每个小方格的边长表示 1 厘米)
图形中,圆的直径是( _________ )厘米,半径是( _________)厘米。长方形的长是( _________)厘米,宽是( _________)厘米。(4-9-1)
(10) (思维扩展)请用圆规设计一个包含大小两个圆的图案(两个圆同心或不同心皆可),要求大圆的直径是小圆直径的 2 倍。在设计图上用字母 O₁、r₁、d₁ 标出大圆的圆心、半径和直径,用 O₂、r₂、d₂ 标出小圆的圆心、半径和直径。在下方横线上写出你设定的每个圆的具体尺寸。
五、应用题(共 6 题)
(1) 用一根铁丝可以围成一个半径是 5 厘米的圆。如果把这根铁丝重新围成一个正方形,这个正方形的边长是多少厘米?
(2) 奇思和妙想用圆规画圆。奇思画的圆的半径是 4 厘米,妙想画的圆的直径是 10 厘米。谁画的圆更大?请说明理由。
(3) 学校将举办“美丽的圆”设计比赛,淘气用如下方案画了一组图案:
①先画一个半径为 2 厘米的圆;
②再以同一个圆心画一个直径比第一个圆直径长 2 厘米的大圆。请你帮淘气算出大圆的半径,并在方框内用圆规画出这个由两个同心圆组成的图案,标注出大圆和小圆的半径。
(4) 在日常交通中,自行车的车轮、方向盘的轮廓都被设计成圆形,井盖通常也被做成圆形。请从以下常见物品中任选两个,用学过的圆的知识解释其中蕴含的数学原理。
① 自行车车轮 ② 圆形井盖 ③ 圆形方向盘:
(5) 王伯伯要在自家院子里修建一个圆形花坛。他先用一根长 2.5 米的绳子,一端固定在院子中间,拉紧绳子,另一端绕固定点旋转一周,在地面上画出一个圆。请回答:
① 王伯伯画圆时,绳子的长度相当于圆的(_________ )。
② 这个圆形花坛的半径是( _________)米,直径是(_________ )米。
③ 如果王伯伯想使花坛的直径增加 1 米,那么绳子的长度应该调整为(_________ )米。
(6) (思维扩展)2024 年巴黎奥运会男子 500 米速度滑冰决赛中,中国运动员高亭宇以 34.32 秒的成绩获得金牌。(提示:速度滑冰的赛道是封闭的环形跑道,运动员绕环形赛道竞速。本题主要应用圆的特征知识解决相关问题,暂不涉及周长公式。)
这条环形赛道宽 12 米,由两条直道和两个半圆形弯道组成。观察其中一个半圆形弯道:它是一个标准的半圆,内侧半圆的半径是 26 米,外侧半圆的半径是(_________ )米。小明认为“内外侧弯道半径相差的米数 ÷ 内侧半径”能反映弯道的平缓程度,请计算这一比值并保留两位小数。
比赛过程中,高亭宇在弯道超越时需要从内道滑向外道,请利用圆的特征知识(即“同一个圆内,圆心到圆上任意一点的距离都相等”),解释:为什么运动员在弯道处身体需要大幅度向内侧倾斜?
参考答案
一、填空题
(1) 曲线、圆心 (2) 圆心、O、半径、r、直径、d (3) 圆心、半径
(4) 3、6 (5) 轴对称、无数、直径、1 (6) 2、2r (7) 5、4.2
(8) 无数、4、3、2 (9) 3、5、1.6 (10) 直径 (11) 4、9
(12) 无数、相等、无数、相等
(13) ① 半径 4 cm,直径 8 cm。② 半径 3 cm,直径 6 cm。③ 长方形的长 8 cm,宽 4 cm。(答案需结合具体图形,此为示例)
(14) 8、4(解析:在长方形中画最大的圆,直径等于长方形的较短边——宽)
(15) 6、3(解析:在正方形中画最大的圆,直径等于边长)
(16) 7.56、0.40(解析:3 圈共用:10-2.44=7.56 米。1 圈周长:7.56÷3=2.52 米。树干横截面近似为圆,绕 1 圈的长度即周长,但本题暂不涉及圆周长公式 C=2πr,留待后续课时计算。)
(17) ① 4 条(正方形);② 无数条(圆);③ 3 条(等边三角形);④ 2 条(长方形)。(答案需结合具体图形,此为示例)
(18) 6、24、2、车轴(第1空:圆规两脚间距离=半径=12÷2=6 厘米。第2空:张开到 2 倍即半径变为 6×2=12 厘米,直径=12×2=24 厘米。第3空:24÷12=2 倍。第4空:车轮圆心处安装车轴,由“同一个圆内所有半径都相等”知车轴到地面距离不变,车身平稳。) (19) 2、圆心
二、判断题
(1) ×(解析:必须是“通过圆心并且两端都在圆上”的线段,缺一不可。)
(2) √(解析:这是圆的特征——同圆或等圆内所有半径/直径分别相等。)
(3) ×(解析:对称轴是直线,而直径是线段。圆的对称轴是直径所在的直线。)
(4) ×(解析:必须“通过圆心”且“在同一圆内”的两条半径合起来才等于一条直径,否则不成立。)
(5) √(解析:圆绕圆心旋转任意角度都与原图形重合——这是圆的旋转不变性。正方形需旋转 90° 才重合,等边三角形需旋转 120°。)
三、选择题
(1) C(解析:圆有无数条对称轴,正方形 4 条,等边三角形 3 条,长方形 2 条。)
(2) B(解析:圆规两脚之间的距离就是所画圆的半径。)
(3) B(解析:古代《墨经》记载“圆,一中同长也”,指明圆只有一个中心即圆心,圆心到圆上任意一点的距离(即半径)都相等。)
(4) D(解析:在同一个圆内,圆心到圆上任意一点的距离都相等(即半径相等),所以圆形车轮行驶时车轴到地面的高度始终不变,车身平稳;而椭圆边缘各点到中心的距离不都相等,因此车轴会上下起伏。前两空为“相等”“不相等”,故选 D。)
(5) C(解析:该图案可以沿竖直对称轴和水平对称轴分别对折完全重合,共有 2 条对称轴,故选 C。)
四、计算题
(1) d=5×2=10 厘米 (2) d=3.6×2=7.2 分米 (3) r=18÷2=9 米
(4) r=4.6 厘米(9.2÷2=4.6)
(5) 按步骤用圆规画出 r=2 厘米的圆,标出 O、r=2 cm、d=4 cm。
(6) r=6÷2=3 厘米,圆规两脚间距 3 厘米,按要求画图。
(7)表格见下页
半径 r
1.2 cm
0.45 m
(2.5) dm
直径 d
(2.4) cm
(0.9) m
5 dm
(解析:第1行 d=2r,第2行 r=d÷2。)
(8) 直径最大是 16 厘米,半径是 8 厘米。(解析:在正方形中画最大圆,直径=边长。)
(9) 圆的直径是 6 厘米,半径是 3 厘米。长方形的长是 9 厘米,宽是 6 厘米。(答案需结合具体图形,此为示例)
(10) 答案不唯一(示例):设定小圆半径 r₂=1.5 厘米,则小圆直径 d₂=3 厘米;大圆直径为小圆直径的 2 倍,即 d₁=6 厘米,大圆半径 r₁=3 厘米。两个圆同心放置。在图上完整清晰地标出 O₁、r₁、d₁ 和 O₂、r₂、d₂ 即可。
五、应用题
(1) 半径 5 厘米,直径 5×2=10 厘米。本题主要练习从圆的半径到直径的换算关系,暂不涉及圆周长计算。这个圆的直径是 10 厘米,即圆内最长线段长 10 厘米。
(5-1-1)
(2) 奇思画的圆:半径 4 厘米 → 直径 4×2=8 厘米。妙想画的圆:直径 10 厘米 → 半径 10÷2=5 厘米。因为 10 厘米 > 8 厘米(或 5 厘米 > 4 厘米),所以妙想画的圆更大。
(3) 第一个圆半径 2 厘米,直径 4 厘米。第二个圆(大圆)直径比 4 厘米长 2 厘米,即 6 厘米,则大圆半径 3 厘米。画图时定好圆心,先画 r=2 厘米的小圆,再画 r=3 厘米的大圆,标注半径即可。
(4) 答案要点(任选两个):
① 自行车车轮:圆心到地面的距离(半径)处处相等,滚动时保持平稳。
② 圆形井盖:同一圆内所有直径都相等,任意角度旋转都不会掉入井口。
③ 圆形方向盘:同一圆内所有半径都相等,从中心到边缘距离一致,操作省力均匀。
(5) ① 半径。② 2.5、5。③ 3
(解析:原直径 5 米,新直径 5+1=6 米,新半径 6÷2=3 米,绳子调整为 3 米。)
【思维·拓展题】答案:
(6) 第一空——外侧半圆半径:26+12=38 米。
比值计算:(38-26)÷26=12÷26≈0.46(保留两位小数)。
倾斜解释:运动员通过弯道时,身体需要向内侧倾斜以对抗离心力,从而保持身体重心的稳定。这种向着弯道圆心方向的倾斜方式,体现了“同一个圆内,圆心到圆上任意一点的距离都相等”的几何原理——运动员身体轨迹尽量保持在以弯道圆心为圆心的圆弧上,使滑行轨迹更平滑、速度损失更小。
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