内容正文:
数学臻选·2026年暑假苏科版七年级数学上新生预习手册18
《第5章走进几何世界第2节运动想象》预习讲义
一.预习目标
(
1.理解点、线、面、体之间的运动转化关系:点动成线、线动成面、面动成体;能区分平移、翻折、旋转三种图形基本运动;掌握平面图形绕直线旋转后形成的立体几何体;会利用全等三角板、正方形纸片折叠拼接平面图形。
2.能根据生活实例抽象几何运动规律,具备图形想象能力;能独立完成折纸、拼图类实操探究题;能准确判断图形经过平移、翻折、旋转后的形状,区分旋转体与多面体。
3.建立几何直观,发展空间想象能力;感受图形运动变化的数学美感,体会几何知识在生活中的应用。
)
二.重点难点
(
(一)
重点
1.点、线、面、体的运动转化规律(点动成线、线动成面、面动成体);
2.平移、翻折、旋转三种全等变换的特征;
3.常见平面图形(长方形、直角三角形、半圆)绕直线旋转形成的几何体。
(二)
难点
1.直角三角形绕斜边旋转后形成的组合几何体的空间想象;
2.多次对折、裁剪后展开图形的形状推理;
3.区分平移与旋转两种图形变换,判断图案的形成方式。
)
三.自主探究
(一)生活现象——点、线、面、体的运动转化
运动无处不在,笔尖在纸上运动形成一条线,雨刮器在挡风璃上运动形成一个面,绕一条边快速旋转的长方形纸板像一个圆柱体。
(1)笔尖在纸上划过画出线条:点动成线;
(2)汽车雨刮器来回清扫挡风玻璃:线动成面;
(3)长方形硬纸板绕一条边快速旋转形成圆柱:面动成体;
所有的图形都可以看作是由点、线、面构成的。在数学中,我们常通过图形的运动产生各种新的图形,并研究图形运动的规律。
(二)拼图探究——两块全等直角三角板拼接平面图形
取两块完全相同的直角三角板,将相等的边重合拼接,自主操作并记录:
【解析】两块完全一样的直角三角形能拼出的图形如下图:
【深度思考】
(1)拼接得到的所有图形,变换前后三角板大小、形状是否改变?
【解析】不变,拼接只是位置改变,图形全等;
(2)拼接属于图形的哪种运动变换?
【解析】平移、翻折、旋转等运动变换。
(三)折纸裁剪探究(A4纸对折剪角)
将一张A4纸先对折两次再沿虚线剪去一个角。
(1)将剪下的角展开,得到的是什么图形?怎样剪才能得到一个正方形?
【解析】剪下的角展开后得到的是菱形。原因:A4纸对折两次后,剪出的图形四条边长度相等,符合菱形的特征。要得到正方形,需要让剪的线与折痕成45°角。这样展开后,菱形的四个角都会变成直角,四条边相等且四个角为直角的四边形就是正方形。
(2)你能通过折叠一张A4纸,然后只剪一刀,同时得到两个正方形吗?
【解析】能。方法:把A4纸先对折一次,再沿对折后的长方形的一条对角线对折,最后沿折痕的垂直方向剪一刀,展开后就能同时得到两个正方形。(也可以将A4纸对折两次,沿特定位置剪一刀,展开后即可得到两个正方形,核心是利用对折让剪出的图形满足正方形的边长和角度要求。)
【拓展实操思考】
(1)只对折1次长方形纸,只剪一刀,能否同时剪出两个正方形?简述操作步骤;
【解析】能;沿长方形竖直中线对折1次,得到双层长方形,沿双层对角斜线裁剪一刀,展开得到两个正方形;
(2)若对折三次后沿45°剪角,展开后的图形有几条对称轴?
【解析】4条对称轴。
(四)旋转探究——平面图形绕直线旋转成立体
下图中的图形绕直线旋转一周分别形成怎样的几何体?
(1)长方形绕自身一条竖直边旋转一周 → 几何体:圆柱;
(2)直角三角形绕直角边旋转一周 → 几何体:圆锥;
(3)直角三角形绕斜边旋转一周 → 几何体:两个底面完全相同的圆锥拼接而成;
【对比思考】
(1)圆柱、圆锥、球这类由平面旋转得到的几何体统称什么?
【解析】旋转体。
(2)正方体、长方体能否由平面图形旋转得到?说明理由。
【解析】不能;旋转体一定含有曲面,正方体全部由平面构成,无曲面,无法通过旋转平面得到。
(五)图形三大变换区分(平移、翻折、旋转)
1.概念梳理
(1)平移:图形沿直线移动,形状、大小不变,方向不变;
(2)翻折(轴对称):沿一条直线对折,直线两侧图形完全重合;
(3)旋转:图形绕一个固定点转动一定角度,形状、大小不变。
2.分类判断,填变换名称
(1)一排完全相同的地砖整齐排列:________;
(2)风车叶片绕中心转动形成完整图案:________;
(3)折纸左右对折后两边完全重合:________;
(4)六瓣雪花图案,由单个花瓣绕中心多次转动得到:________;
(5)黑板上复制一排相同粉笔图案:________。
【解析】(1)平移;(2)旋转;(3)翻折;(4)旋转;(5)平移
【思考】三种变换的共同特征是什么?
【解析】共同特征:变换前后图形全等,形状、大小完全不变,仅位置发生改变。
(六)拓展七巧板自主探究
“七巧板”是我国古代劳动人民发明的一种益智玩具,把一块正方形薄板分为七块制作成“七巧板”,用它可以拼出多种多样的图形。
1.七巧板由一块正方形分割为7块:5个等腰直角三角形、1个正方形、1个平行四边形。
2.思考
(1)用两块最小的三角形,可以拼出哪三种平面图形?
【解析】正方形、平行四边形、等腰直角三角形;
(2)用三块七巧板能否拼成一个大三角形?四块、五块、六块呢?
【解析】三块、四块、五块、六块都可以拼成三角形;
(3)列举3种七巧板可以拼出的生活造型
【解析】房屋、小猫、金鱼、鸭子、小船(任选其三) 。
四.经典例题
例1.(2025盐城盐都区期末) 下列现象能说明“线动成面”的是( )
A. 笔尖划过纸张画出线条 B. 雨刮器清扫挡风玻璃
C. 旋转长方形得到圆柱 D. 抛出石子形成弧线
【答案】:B
【解析】:A是点动成线;B雨刮器(线段)运动形成清扫的平面,线动成面;C面动成体;D点动成线。
例2.(2024泰州姜堰区期中) 直角三角形绕它的一条直角边旋转一周,形成的立体图形是( )
A. 圆柱 B. 圆锥 C. 球 D. 圆台
【答案】:B
【解析】:直角三角形直角边为旋转轴,斜边旋转围成曲面,底面为圆,几何体是圆锥。
例3.(2026苏州姑苏区一模) 下列图案只能通过旋转得到,不能通过平移得到的是( )
A. 一列相同小鱼 B. 九宫圆点 C. 五叶风车 D. 六瓣雪花
【答案】:C
【解析】:风车叶片绕中心旋转重合,平移无法改变叶片环绕角度;A、B可单纯平移得到;D可平移+旋转,但风车仅靠旋转生成。
例4.(2025宿迁宿豫区月考) 将正方形纸片对折两次,沿对角线剪去一角,展开图形为( )
A. 长方形 B. 正方形 C. 菱形 D. 等腰直角三角形
【答案】:B
【解析】:对折两次后四层重合,沿45°斜线裁剪,四边相等、四角直角,展开为正方形。
例5.(2025南通海安市期末) 长方形绕自身一条长边旋转一周得到几何体是______。
【答案】:圆柱
【解析】:长方形一条边固定为轴,对边旋转形成圆形侧面,上下底面为圆,即圆柱。
例6.(2024徐州沛县期中) “流星划过夜空”用几何运动解释为______。
【答案】:点动成线
【解析】:流星可看作点,运动轨迹形成一条亮线。
例7.(2026镇江丹徒区二模) 两块全等等腰直角三角板斜边重合拼接,得到的平面图形名称是______。
【答案】:正方形
【解析】:两等腰直角三角形斜边重合,四条直角边相等,四个内角均为直角,构成正方形。
例8.(2025淮安清江浦区期中) 网格中图形沿直线翻折,翻折前后两个图形是______图形。
【答案】:轴对称
【解析】:翻折(轴对称变换)的定义:沿直线对折后两边完全重合,互为轴对称图形。
例9.(2025盐城东台区期末,2小问)
(1)分别写出矩形、直角三角形、半圆绕竖直直线旋转一周对应的几何体;
(2)举出2个生活中“面动成体”的实例。
【答案】(1)矩形→圆柱;直角三角形(直角边为轴)→圆锥;半圆→球;
(2)示例:旋转门(长方形旋转成圆柱空间)、冰淇淋蛋筒模具(三角形旋转成圆锥)。
【解析】:依据点、线、面、体运动转化规律,平面图形绕轴旋转形成立体图形;生活实例抓住“平面旋转成立体”核心。
例10将图中的图形(涂色部分)沿直线翻折,请在空白方格中画出翻折后的图形.
【答案】
【解析】找到每个涂色顶点关于翻折直线的对称点,再按原图形的连接方式依次连接这些对称点,就能得到翻折后的图形。
五.夯实基础
(一)选择题
1.(2024连云港连云区期中) 下列属于“面动成体”的是( )
A. 粉笔在黑板画线 B. 旋转半圆得到篮球 C. 汽车雨刷扫玻璃 D. 激光笔射出光线
【答案】:B
【解析】:半圆是平面,旋转形成球体(立体),面动成体;A、D点动成线,C线动成面。
2.(2025无锡惠山区期末) 下列变换不会改变图形形状、大小的是( )
A. 放大 B. 平移、翻折、旋转 C. 拉伸 D. 压缩
【答案】:B
【解析】:平移、翻折、旋转是全等变换,图形全等,形状大小不变;缩放改变边长。
3.(2026泰州高港区一模) 五角星绕中心至少旋转多少度能与自身重合( )
A. 60° B. 72° C. 90° D. 120°
【答案】:B
【解析】:五角星5等分圆周,360°÷5=72°,旋转72°后完全重合。
4.(2024宿迁泗阳县月考) 不能由平移单一变换得到的图案是( )
A. 一排相同窗户 B. 花瓣环绕花朵 C. 地砖方阵 D. 一串相同文字
【答案】:B
【解析】:花瓣环绕需要旋转,仅平移无法实现环绕分布。
5.(2025常州武进区期中) 直角三角形绕斜边旋转一周,形成几何体为( )
A. 单个圆锥 B. 两个同底圆锥拼接 C. 圆柱 D. 圆台
【答案】:B
【解析】:斜边为轴,两条直角边分别旋转,上下各形成一个底面相同的圆锥。
6.(2026南通通州区二模) 正方形对折1次,一刀剪出两个正方形,正确对折方式是( )
A. 沿对角线对折 B. 沿中线对折两次 C. 沿中线对折1次 D. 随便对折
【答案】:C
【解析】:沿中线对折1次得到双层长方形,沿两层对角裁剪,展开后得到两个独立正方形。
7.(2025盐城大丰区期末) 七巧板中两块最小三角形不能拼成( )
A. 正方形 B. 平行四边形 C. 大三角形 D. 长方形
【答案】:D
【解析】:两个全等小等腰直角三角形可拼正方形、平行四边形、等腰直角三角形,无法拼长方形。
8.(2024苏州吴中区期中) 下列几何体不能由平面图形旋转得到的是()
A. 圆柱 B. 正方体 C. 圆锥 D . 球
【答案】:B
【解析】:正方体由平面拼接而成,无曲面,无法通过旋转平面得到;其余均为旋转体。
(二)填空题
9.(2025淮安洪泽区期中) 汽车雨刮器运动清扫车窗,数学原理是______。
【答案】:线动成面
【解析】:雨刮器是线段,运动覆盖一片平面区域。
10.(2026徐州云龙区一模) 笔尖在纸上写字,几何解释为______。
【答案】:点动成线
【解析】:笔尖为点,连续运动形成线条。
11.(2024镇江京口区月考) 半圆绕直径旋转一周得到______。
【答案】:球
【解析】:半圆以直径为轴旋转,曲面封闭形成球体。
12.(2025扬州邗江区期末) 平移、旋转、翻折后的图形与原图______(填“全等”或“相似”)。
【答案】:全等
【解析】:三类变换均不改变边长、角度,图形完全重合,全等。
13.(2026连云港海州区二模) 两块全等含30°三角板,斜边重合可拼成______。
【答案】:平行四边形
【解析】:斜边重合,两组对边分别相等,符合平行四边形定义。
14.(2024无锡锡山区期中) 风车图案由一个叶片绕中心经过______变换得到完整图形。
【答案】:旋转
【解析】:多个叶片均匀环绕中心,由单个叶片多次旋转生成。
15.(2025泰州姜堰区期末) 长方形绕短边旋转一周,底面图形为______。
【答案】:圆
【解析】:短边为旋转轴,长边旋转轨迹形成圆形底面。
16.(2026宿迁经开区一模) 正方形纸片对折两次剪角,展开要得到正方形,裁剪线与折痕夹角应为______°。
【答案】:45
【解析】:45°斜线裁剪保证四边长度相等,内角为直角。
(三)解答题
17.(2025南通如皋区期末) 观察图形旋转规律:
(1)长方形绕竖直边旋转一周,写出几何体名称;
(2)直角三角形绕直角边旋转一周,写出几何体名称;
(3)举一个生活中“点动成线”的例子。
【答案】(1)圆柱;(2)圆锥;(3)示例:夜晚挥舞荧光棒形成光带。
【解析】:平面图形绕定直线旋转形成旋转体;点连续运动形成线条,结合生活场景作答。
18.(2026常州天宁区二模) 利用两块全等直角三角板拼图:
(1)两条长直角边重合,拼成什么图形?
(2)两条短直角边重合,拼成什么图形?
(3)斜边重合,拼成什么图形?
【答案】(1)长方形;(2)等腰三角形;(3)平行四边形。
【解析】:重合边为公共边,根据拼接后内角、边长特征判断平面图形。
19.如图,按要求作图(在相应图形中涂色):
(1) 将图形A平移到图形B处;
(2) 将图形B沿图中虚线翻折到图形C处;
(3) 将图形C沿其右下方的顶点旋转180°到图形D处.
【答案】(1) 如图中的图B所示.(2) 如图中的图C所示.(3) 如图中的图D所示.
【解析】实际作图时,只需要在空白方格中画出对称后的涂色部分即可,三个图分别按各自的翻折直线完成对称作图。
20.画一画.
(1) 画出小旗子向左平移5格后的图形;
(2) 画出小旗子绕点O按顺时针方向旋转90°后的图形.
【答案】如图,旗子B即为所求.
【解析】 (1)向左平移5格:平移作图的关键是:找到图形的每个顶点,将每个顶点都向左平移5格,再按原顺序连接这些顶点,就能得到平移后的图形(对应图中的旗子A)。
(2)绕点O顺时针旋转90°,旋转作图的关键是:确定旋转中心(点O)、旋转方向(顺时针)、旋转角度(90°);将小旗子的每条边都绕点O顺时针旋转90°,找到对应顶点;
按原顺序连接顶点,得到旋转后的图形(对应图中的旗子B)。
六.巩固训练
(一)选择题
1.(2025苏州昆山市期末) 下列说法正确的是( )
A. 点动成面 B. 线动成体 C. 面动成体 D. 体动成线
【答案】:C
【解析】:几何运动基本规律:点动成线,线动成面,面动成体。
2.(2026盐城射阳县一模) 下列图案通过旋转得到的是( )
A. 并排斑马线 B. 六瓣雪花 C. 连续横线 D. 一排树木
【答案】:B
【解析】:雪花花瓣绕中心旋转重合;其余图案仅平移即可得到。
3.七巧板是我国祖先的一项卓越创造,流行于世界各地.由边长为2的正方形可以制作一副中国七巧板或一副日本七巧板,如图1所示.分别用这两副七巧板试拼如图2中的平行四边形或矩形,则这两个图形中,中国七巧板和日本七巧板能拼成的个数分别是( )
A.1和1 B.1和2 C.2和1 D.2和2
【答案】:D
【解析】:中国七巧板:由边长为2的正方形分割而成,它的板块可以拼出图2中的平行四边形和矩形,共2个。日本七巧板:同样由边长为2的正方形分割而成,它的板块也可以拼出图2中的平行四边形和矩形,共2个。所以中国七巧板和日本七巧板能拼成的个数都是2,对应选项D
4.如图,沿着虚线旋转一周得到的图形为( C )
A. B. C. D.
【答案】:C
【解析】:选项A(圆柱):由矩形绕一边旋转一周得到。选项B(圆锥):由直角三角形绕一条直角边旋转一周得到。选项C(球):由半圆绕直径(虚线)旋转一周得到,和题目中的图形一致。选项D(圆):是平面图形,不是旋转体。所以这道题选C
5.将如图所示的长方形绕它的对角线所在直线旋转一周,形成的几何体是( B )
A. B. C. D.
【答案】:B
【解析】:我们可以把长方形沿对角线分成两个直角三角形,再分析旋转过程:每个直角三角形绕对角线旋转一周,会形成一个同底的圆锥组合体。长方形整体绕对角线旋转时,两个三角形形成的圆锥组合体会有部分重叠,最终的几何体形状与选项B一致。
6.观察下图,把左边的图形绕着给定的直线旋转一周后,可能形成的立体图形是( C )
A.B. C. D.
【答案】:C
【解析】:左边的阴影长方形与给定直线之间有一定距离:长方形绕直线旋转时,长方形的外边缘会形成一个大圆柱,内边缘会形成一个小圆柱。最终得到的是一个空心圆柱(圆柱环),对应选项C。
7.(2026淮安淮安区二模) 两个全等等腰直角三角板,不能拼成的图形是( )
A. 正方形 B. 平行四边形 C. 长方形 D. 五边形
【答案】:D
【解析】:两块三角形拼接最多四条边,无法形成五边形。
8.(2024宿迁沭阳县月考) 半圆绕直径旋转一周形成球体,原理是( )
A. 点动成线 B. 线动成面 C. 面动成体 D. 平移变换
【答案】:C
【解析】:半圆是平面图形,旋转后形成立体球体。
9.(2024无锡江阴市期末) 一张A4纸对折两次,沿45°斜线剪角,展开图形是()
A. 菱形 B. 正方形 C. 长方形 D. 三角形
【答案】:B
【解析】:对折两次四层,45°裁剪后四边相等、四角直角,为正方形。
10.(2025连云港东海县期中) 七巧板三块板不能拼成的图形是( )
A. 三角形 B. 平行四边形 C. 长方形 D. 五边形
【答案】:D
【解析】:三块三角形拼接最多四条边,无法构成五边形。
(二)填空题
11.(2026扬州江都区一模) 旋转门的运动体现几何原理______。
【答案】:面动成体
【解析】:门板是长方形平面,旋转形成圆柱形空间。
12.(2024盐城阜宁县期中) 激光笔射出光柱,原理是______。
【答案】:点动成线
【解析】:光源为点,光线连续延伸形成直线。
13.(2026泰州靖江市二模) 长方形绕短边旋转,几何体高等于长方形的______。
【答案】:短边长
【解析】:短边固定为旋转轴,长度即为圆柱的高。
14.如图,正方形的边长为a,则图中阴影部分的面积之和为 .
【答案】:a2
【解析】:我们可以利用割补法,把分散的阴影部分拼接起来,会发现阴影部分的总面积正好是正方形面积的一半。正方形面积为a2,所以阴影部分面积之和为a2。
15.七巧板游戏是我国古代人民创造的益智游戏.如图,这是由一副七巧板组成的一个“狐狸”,组成这个图案的简单的平面图形有 .
【答案】:三角形、正方形、平行四边形
【解析】:七巧板的组成包含这些简单平面图形:正方形,平行四边形,等腰直角三角形
所以组成这个图案的简单平面图形有三角形、正方形、平行四边形。
16如图,4个小三角形都是等边三角形,其中可以通过平移△ABC而得到的三角形的个数是 .
【答案】:2
【解析】:平移的性质是:图形平移后形状、大小、方向都不变,只有位置改变。观察图形,△ABC 经过平移可以得到的是上方的△FAE和右侧的△ECD,一共2个
17.(2025徐州丰县期末) 风车叶片绕中心旋转______°可与相邻叶片重合(4叶风车)。
【答案】:90
【解析】:360°÷4=90°,旋转90°叶片重合。
18.(2026南通启东市一模) 两块全等30°直角三角板,长直角边重合拼成______。
【答案】:长方形
【解析】:拼接后四个内角均为直角,对边相等,为长方形。
19.(2025镇江丹阳市期中) 直角三角形绕直角边旋转,底面半径等于另一条______长度。
【答案】:直角边
【解析】:未固定的直角边旋转轨迹为底面圆半径。
20.(2024无锡宜兴市期末) 正方形只剪一刀得到两个正方形,对折次数为______次。
【答案】:1
【解析】:沿中线对折1次双层,对角裁剪即可得到两个正方形。
(三)解答题
21.(2025苏州相城区期末) 图形旋转综合探究:
(1)分别说明矩形、直角三角形、半圆绕直线旋转对应的立体图形;
(2)写出“点动成线、线动成面、面动成体”各一个生活实例;
(3)判断:正方体能否由平面图形旋转得到?说明理由。
【答案】(1)矩形→圆柱;直角三角形(直角边为轴)→圆锥;半圆→球;
(2)点动成线:流星轨迹;线动成面:黑板擦擦黑板;面动成体:旋转冰淇淋模具;
(3)不能;正方体所有面为平面、无曲面,旋转体均含曲面,无法通过平面旋转得到。
【解析】:结合旋转体定义区分几何体;实例紧扣三类运动规律;正方体属于多面体,旋转体必有曲面,据此判断。
22.(2026盐城亭湖区二模) 三角板拼图操作题:现有两块完全相同的含60°直角三角板
(1)短直角边重合拼接,拼成什么图形?
(2)斜边重合拼接,拼成什么图形?
(3)能否拼出长方形?写出拼接方法。
【答案】(1)等腰三角形;(2)平行四边形;(3)能,将两条长直角边完全重合拼接,四个内角为直角,形成长方形。
【解析】:重合边为公共边,根据拼接后边长、内角度数判断平面图形。
23. 如图,将方格图中的阴影图形绕点O按顺时针方向依次旋转90°,会得到什么图形?请在图中画出来.
【答案】如图所示
【解析】-确定阴影图形的每个顶点绕点O顺时针旋转90°、180°、270°后的对应点,依次连接对应点,就能得到旋转后的图形,最终会形成一个类似风车的对称图形(和题目给出的答案图一致)。
24. 如图,用“七巧板”的7块板能拼成一个正方形,那么能否用其中的2块拼成一个正方形?用3块呢?若能,请画出你的拼法并标明所选板的编号;若不能,请说明理由.
【答案】如图①②,用2块能拼成一个正方形,选编号为3,5或6,7的板 如图③,用3块能拼成一个正方形,选编号为1,3,5的板
【解析】用2块拼正方形:可以。选编号1和2(或编号6和7,或两个全等的大/小等腰直角三角形),将它们的斜边对齐,就能拼成一个正方形。原理:两个全等的等腰直角三角形,以斜边为公共边拼接,可得到正方形。用3块拼正方形:可以。常见拼法:选编号3、4、5(小正方形+两个小等腰直角三角形),将两个小三角形的直角边分别与小正方形的边拼接,即可组成一个正方形;也可以选其他组合,只要满足拼接后四边相等、四角为直角即可。
25.一个直角三角尺的两条直角边长是6和8,它的斜边长是10,将这个三角尺绕着它的一边所在的直线旋转一周.(温馨提示:①结果用π表示;②你可能用到其中的一个公式,V圆柱=πr2h,V球体=πR3,V圆锥=πr2h).
(1)如果绕着它的斜边所在的直线旋转一周形成的几何体是 .
(2)如果绕着它的直角边6所在的直线旋转一周形成的几何体的体积是多少?
(3)如果绕着斜边10所在的直线旋转一周形成的几何体的体积与绕着直角边8所在的直线旋转一周形成的几何体的体积哪个大?
解:(1)两个圆锥形成的几何体,故答案为:两个圆锥形成的几何体.
(2)V圆锥=πr2h=π×82×6=128π,(3)①如图6×8=10r,解得r=,
所以绕着斜边10所在的直线旋转一周形成的几何体的体积为V圆锥=πr2h=π×()2×10=76.8π②绕着直角边8所在的直线旋转一周形成的几何体的体积为V圆锥=πr2h=π×62×8=96π,故绕着直角边8所在的直线旋转一周形成的几何体的体积大.
26.如图1至图3是将正方体截去一部分后得到的多面体.
(1)根据要求填写表格
面数(f)
顶点数(v)
棱数(e)
图1
______
9
14
图2
6
8
______
图3
7
______
15
(2)猜想f,v,e三个数量间有何关系.
(3)根据猜想计算,若一个多面体有顶点数2020个,棱数4041条,试求出它的面数.
解:(1)根据题意,填写表格如下:
面数(f)
顶点数(v)
棱数(e)
图1
7
9
14
图2
6
8
12
图3
7
10
15
(2)解:根据图1得:,根据图2得:,
根据图3得:,由此猜想f,v,e三个数量间为;
(3)解:因为v=2020,,,所以f+2020-4041=2,
所以f=2023,即它的面数是2023.
(
1
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一.预习目标
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1.理解点、线、面、体之间的运动转化关系:点动成线、线动成面、面动成体;能区分平移、翻折、旋转三种图形基本运动;掌握平面图形绕直线旋转后形成的立体几何体;会利用全等三角板、正方形纸片折叠拼接平面图形。
2.能根据生活实例抽象几何运动规律,具备图形想象能力;能独立完成折纸、拼图类实操探究题;能准确判断图形经过平移、翻折、旋转后的形状,区分旋转体与多面体。
3.建立几何直观,发展空间想象能力;感受图形运动变化的数学美感,体会几何知识在生活中的应用。
)
二.重点难点
(
(一)
重点
1.点、线、面、体的运动转化规律(点动成线、线动成面、面动成体);
2.平移、翻折、旋转三种全等变换的特征;
3.常见平面图形(长方形、直角三角形、半圆)绕直线旋转形成的几何体。
(二)
难点
1.直角三角形绕斜边旋转后形成的组合几何体的空间想象;
2.多次对折、裁剪后展开图形的形状推理;
3.区分平移与旋转两种图形变换,判断图案的形成方式。
)
三.自主探究
(一)生活现象——点、线、面、体的运动转化
运动无处不在,笔尖在纸上运动形成一条线,雨刮器在挡风璃上运动形成一个面,绕一条边快速旋转的长方形纸板像一个圆柱体。
(1)笔尖在纸上划过画出线条:点动成线;
(2)汽车雨刮器来回清扫挡风玻璃:线动成面;
(3)长方形硬纸板绕一条边快速旋转形成圆柱:面动成体;
所有的图形都可以看作是由点、线、面构成的。在数学中,我们常通过图形的运动产生各种新的图形,并研究图形运动的规律。
(二)拼图探究——两块全等直角三角板拼接平面图形
取两块完全相同的直角三角板,将相等的边重合拼接,自主操作并记录:
【深度思考】
(1)拼接得到的所有图形,变换前后三角板大小、形状是否改变?
(2)拼接属于图形的哪种运动变换?
(三)折纸裁剪探究(A4纸对折剪角)
将一张A4纸先对折两次再沿虚线剪去一个角。
(1)将剪下的角展开,得到的是什么图形?怎样剪才能得到一个正方形?
(2)你能通过折叠一张A4纸,然后只剪一刀,同时得到两个正方形吗?
【拓展实操思考】
(1)只对折1次长方形纸,只剪一刀,能否同时剪出两个正方形?简述操作步骤;
(2)若对折三次后沿45°剪角,展开后的图形有几条对称轴?
(四)旋转探究——平面图形绕直线旋转成立体
下图中的图形绕直线旋转一周分别形成怎样的几何体?
(1)长方形绕自身一条竖直边旋转一周 → 几何体:圆柱;
(2)直角三角形绕直角边旋转一周 → 几何体:圆锥;
(3)直角三角形绕斜边旋转一周 → 几何体:两个底面完全相同的圆锥拼接而成;
【对比思考】
(1)圆柱、圆锥、球这类由平面旋转得到的几何体统称什么?
(2)正方体、长方体能否由平面图形旋转得到?说明理由。
(五)图形三大变换区分(平移、翻折、旋转)
1.概念梳理
(1)平移:图形沿直线移动,形状、大小不变,方向不变;
(2)翻折(轴对称):沿一条直线对折,直线两侧图形完全重合;
(3)旋转:图形绕一个固定点转动一定角度,形状、大小不变。
2.分类判断,填变换名称
(1)一排完全相同的地砖整齐排列:________;
(2)风车叶片绕中心转动形成完整图案:________;
(3)折纸左右对折后两边完全重合:________;
(4)六瓣雪花图案,由单个花瓣绕中心多次转动得到:________;
(5)黑板上复制一排相同粉笔图案:________。
【思考】三种变换的共同特征是什么?
(六)拓展七巧板自主探究
“七巧板”是我国古代劳动人民发明的一种益智玩具,把一块正方形薄板分为七块制作成“七巧板”,用它可以拼出多种多样的图形。
1.七巧板由一块正方形分割为7块:5个等腰直角三角形、1个正方形、1个平行四边形。
2.思考
(1)用两块最小的三角形,可以拼出哪三种平面图形?
(2)用三块七巧板能否拼成一个大三角形?四块、五块、六块呢?
(3)列举3种七巧板可以拼出的生活造型
四.经典例题
例1.(2025盐城盐都区期末) 下列现象能说明“线动成面”的是( )
A. 笔尖划过纸张画出线条 B. 雨刮器清扫挡风玻璃
C. 旋转长方形得到圆柱 D. 抛出石子形成弧线
例2.(2024泰州姜堰区期中) 直角三角形绕它的一条直角边旋转一周,形成的立体图形是( )
A. 圆柱 B. 圆锥 C. 球 D. 圆台
例3.(2026苏州姑苏区一模) 下列图案只能通过旋转得到,不能通过平移得到的是( )
A. 一列相同小鱼 B. 九宫圆点 C. 五叶风车 D. 六瓣雪花
例4.(2025宿迁宿豫区月考) 将正方形纸片对折两次,沿对角线剪去一角,展开图形为( )
A. 长方形 B. 正方形 C. 菱形 D. 等腰直角三角形
例5.(2025南通海安市期末) 长方形绕自身一条长边旋转一周得到几何体是______。
例6.(2024徐州沛县期中) “流星划过夜空”用几何运动解释为______。
例7.(2026镇江丹徒区二模) 两块全等等腰直角三角板斜边重合拼接,得到的平面图形名称是______。
例8.(2025淮安清江浦区期中) 网格中图形沿直线翻折,翻折前后两个图形是______图形。
例9.(2025盐城东台区期末)
(1)分别写出矩形、直角三角形、半圆绕竖直直线旋转一周对应的几何体;
(2)举出2个生活中“面动成体”的实例。
例10将图中的图形(涂色部分)沿直线翻折,请在空白方格中画出翻折后的图形.
五.夯实基础
(一)选择题
1.(2024连云港连云区期中) 下列属于“面动成体”的是( )
A. 粉笔在黑板画线 B. 旋转半圆得到篮球 C. 汽车雨刷扫玻璃 D. 激光笔射出光线
2.(2025无锡惠山区期末) 下列变换不会改变图形形状、大小的是( )
A. 放大 B. 平移、翻折、旋转 C. 拉伸 D. 压缩
3.(2026泰州高港区一模) 五角星绕中心至少旋转多少度能与自身重合( )
A. 60° B. 72° C. 90° D. 120°
4.(2024宿迁泗阳县月考) 不能由平移单一变换得到的图案是( )
A. 一排相同窗户 B. 花瓣环绕花朵 C. 地砖方阵 D. 一串相同文字
5.(2025常州武进区期中) 直角三角形绕斜边旋转一周,形成几何体为( )
A. 单个圆锥 B. 两个同底圆锥拼接 C. 圆柱 D. 圆台
6.(2026南通通州区二模) 正方形对折1次,一刀剪出两个正方形,正确对折方式是( )
A. 沿对角线对折 B. 沿中线对折两次 C. 沿中线对折1次 D. 随便对折
7.(2025盐城大丰区期末) 七巧板中两块最小三角形不能拼成( )
A. 正方形 B. 平行四边形 C. 大三角形 D. 长方形
8.(2024苏州吴中区期中) 下列几何体不能由平面图形旋转得到的是()
A. 圆柱 B. 正方体 C. 圆锥 D . 球
(二)填空题
9.(2025淮安洪泽区期中) 汽车雨刮器运动清扫车窗,数学原理是______。
10.(2026徐州云龙区一模) 笔尖在纸上写字,几何解释为______。
11.(2024镇江京口区月考) 半圆绕直径旋转一周得到______。
12.(2025扬州邗江区期末) 平移、旋转、翻折后的图形与原图______(填“全等”或“相似”)。
13.(2026连云港海州区二模) 两块全等含30°三角板,斜边重合可拼成______。
14.(2024无锡锡山区期中) 风车图案由一个叶片绕中心经过______变换得到完整图形。
15.(2025泰州姜堰区期末) 长方形绕短边旋转一周,底面图形为______。
16.(2026宿迁经开区一模) 正方形纸片对折两次剪角,展开要得到正方形,裁剪线与折痕夹角应为______°。
(三)解答题
17.(2025南通如皋区期末) 观察图形旋转规律:
(1)长方形绕竖直边旋转一周,写出几何体名称;
(2)直角三角形绕直角边旋转一周,写出几何体名称;
(3)举一个生活中“点动成线”的例子。
18.(2026常州天宁区二模) 利用两块全等直角三角板拼图:
(1)两条长直角边重合,拼成什么图形?
(2)两条短直角边重合,拼成什么图形?
(3)斜边重合,拼成什么图形?
19.如图,按要求作图(在相应图形中涂色):
(1) 将图形A平移到图形B处;
(2) 将图形B沿图中虚线翻折到图形C处;
(3) 将图形C沿其右下方的顶点旋转180°到图形D处.
20.画一画.
(1) 画出小旗子向左平移5格后的图形;
(2) 画出小旗子绕点O按顺时针方向旋转90°后的图形.
六.巩固训练
(一)选择题
1.(2025苏州昆山市期末) 下列说法正确的是( )
A. 点动成面 B. 线动成体 C. 面动成体 D. 体动成线
2.(2026盐城射阳县一模) 下列图案通过旋转得到的是( )
A. 并排斑马线 B. 六瓣雪花 C. 连续横线 D. 一排树木
3.七巧板是我国祖先的一项卓越创造,流行于世界各地.由边长为2的正方形可以制作一副中国七巧板或一副日本七巧板,如图1所示.分别用这两副七巧板试拼如图2中的平行四边形或矩形,则这两个图形中,中国七巧板和日本七巧板能拼成的个数分别是( )
A.1和1 B.1和2 C.2和1 D.2和2
4.如图,沿着虚线旋转一周得到的图形为( C )
A. B. C. D.
5.将如图所示的长方形绕它的对角线所在直线旋转一周,形成的几何体是( B )
A. B. C. D.
6.观察下图,把左边的图形绕着给定的直线旋转一周后,可能形成的立体图形是( C )
A.B. C. D.
7.(2026淮安淮安区二模) 两个全等等腰直角三角板,不能拼成的图形是( )
A. 正方形 B. 平行四边形 C. 长方形 D. 五边形
8.(2024宿迁沭阳县月考) 半圆绕直径旋转一周形成球体,原理是( )
A. 点动成线 B. 线动成面 C. 面动成体 D. 平移变换
9.(2024无锡江阴市期末) 一张A4纸对折两次,沿45°斜线剪角,展开图形是()
A. 菱形 B. 正方形 C. 长方形 D. 三角形
10.(2025连云港东海县期中) 七巧板三块板不能拼成的图形是( )
A. 三角形 B. 平行四边形 C. 长方形 D. 五边形
(二)填空题
11.(2026扬州江都区一模) 旋转门的运动体现几何原理______。
12.(2024盐城阜宁县期中) 激光笔射出光柱,原理是______。
13.(2026泰州靖江市二模) 长方形绕短边旋转,几何体高等于长方形的______。
14.如图,正方形的边长为a,则图中阴影部分的面积之和为 .
15.七巧板游戏是我国古代人民创造的益智游戏.如图,这是由一副七巧板组成的一个“狐狸”,组成这个图案的简单的平面图形有 .
16如图,4个小三角形都是等边三角形,其中可以通过平移△ABC而得到的三角形的个数是 .
17.(2025徐州丰县期末) 风车叶片绕中心旋转______°可与相邻叶片重合(4叶风车)。
18.(2026南通启东市一模) 两块全等30°直角三角板,长直角边重合拼成______。
19.(2025镇江丹阳市期中) 直角三角形绕直角边旋转,底面半径等于另一条______长度。
20.(2024无锡宜兴市期末) 正方形只剪一刀得到两个正方形,对折次数为______次。
(三)解答题
21.(2025苏州相城区期末) 图形旋转综合探究:
(1)分别说明矩形、直角三角形、半圆绕直线旋转对应的立体图形;
(2)写出“点动成线、线动成面、面动成体”各一个生活实例;
(3)判断:正方体能否由平面图形旋转得到?说明理由。
22.(2026盐城亭湖区二模) 三角板拼图操作题:现有两块完全相同的含60°直角三角板
(1)短直角边重合拼接,拼成什么图形?
(2)斜边重合拼接,拼成什么图形?
(3)能否拼出长方形?写出拼接方法。
23. 如图,将方格图中的阴影图形绕点O按顺时针方向依次旋转90°,会得到什么图形?请在图中画出来.
24. 如图,用“七巧板”的7块板能拼成一个正方形,那么能否用其中的2块拼成一个正方形?用3块呢?若能,请画出你的拼法并标明所选板的编号;若不能,请说明理由.
25.一个直角三角尺的两条直角边长是6和8,它的斜边长是10,将这个三角尺绕着它的一边所在的直线旋转一周.(温馨提示:①结果用π表示;②你可能用到其中的一个公式,V圆柱=πr2h,V球体=πR3,V圆锥=πr2h).
(1)如果绕着它的斜边所在的直线旋转一周形成的几何体是 .
(2)如果绕着它的直角边6所在的直线旋转一周形成的几何体的体积是多少?
(3)如果绕着斜边10所在的直线旋转一周形成的几何体的体积与绕着直角边8所在的直线旋转一周形成的几何体的体积哪个大?
26.如图1至图3是将正方体截去一部分后得到的多面体.
(1)根据要求填写表格
面数(f)
顶点数(v)
棱数(e)
图1
______
9
14
图2
6
8
______
图3
7
______
15
(2)猜想f,v,e三个数量间有何关系.
(3)根据猜想计算,若一个多面体有顶点数2020个,棱数4041条,试求出它的面数.
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1
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