内容正文:
第四章 投影与视图
第2课 视图
新版北师大数学九年级上册
第1课时 三视图的画法
学习目标
1.通过认识物体在特定光线下的正投影,理解主视图、左视图、俯视图的概念,并能准确说出它们的位置与大小关系.
2.通过画简单几何体(如圆柱、圆锥、球等)的三视图,掌握“长对正、高平齐、宽相等”的投影规律及规范作图方法.
3.通过尝试画出给定四棱柱的三视图,能够准确处理看得见部分的实线和看不见部分的虚线,提升空间想象能力和几何直观素养.
情境启航
问题构建
协作破冰
教师示范
巩固拓展
当堂检测
反思总结
作业设计
目录
情境启航
北宋时期的建筑家李诫编写的《营造法式》,是世界上最早的建筑工程规范著作,书中就绘制了大量精确的建筑图样,这些图样已经具备了现代三视图的雏形,比西方的工程制图早了近700年,充分体现了我国古代劳动人民的智慧.
延续我们的“校园光影探秘”之旅,最近学校创客社团正在制作校园3D打印模型,小明和小红主动报名帮忙.但他们遇到了一个难题:如何用平面图形准确地描述一个立体物体的形状,让3D打印机能打印出正确的模型呢?今天,我们就和他们一起学习三视图的知识,解决这个问题.
问题构建
创客社团的老师给了小明和小红一个如图 4-13所示的积木块,让他们画出它的形状。小明说:我从正面看,它是一个凸字形.
小红说:我从左面看,它是两个叠在一起的长方形.
两人画的图形不一样,3D打印机根本不知道该打印哪个.
问题1:为什么小明和小红画的同一个物体的形状不一样?只画一个方向的图形,能不能完整地表示这个立体物体的形状?为什么
因为他们观察的方向不同.只画一个方向的图形不能完整表示立体物体的形状,因为一个方向的正投影只能反映物体一个面的形状,无法体现物体的厚度和其他面的特征.
问题构建
问题2:七年级我们学习过从三个方向看物体的形状,还记得是哪三个方向吗?如果我们从这三个方向分别对这个积木块进行正投影,会得到什么图形?
三个方向分别是正面、左面和上面.从正面正投影得到凸字形,从左面正投影得到两个上下叠放的长方形,从上面正投影得到三个左右并排的长方形.
问题3:像这样,用正投影的方法绘制的物体在投影面上的图形,叫做物体的视图.请你根据刚才的分析,给主视图、左视图和俯视图下一个定义?
通常我们把从正面得到的视图叫做主视图,从左面得到的视图叫做左视图,从上面得到的视图叫做俯视图.这三个视图合起来,就可以大体上把一个物体的形状特征用平面图形表示出来.
问题构建
追问1:你能尝试画出图中几何体的三个视图?
主视图
左视图
俯视图
追问2:看了老师画的图之后,有的同学提出疑问,这三个视图的位置摆放是否有什么要求呢?三个视图之间有没有对应的数量关系?完成下图正三棱柱的三视图,然后回答问题.
问题构建
主视图
左视图
俯视图
问题4:请你测量一下你画的三个视图的边长,思考以下问题:
(1)主视图的长和俯视图的长有什么关系?(2)主视图的高和左视图的高有什么关系?(3)左视图的宽和俯视图的宽有什么关系?
长相等
高相等
宽相等
问题构建
问题5:这就是三视图最重要的对应关系,我们可以总结为“长对正、高平齐、宽相等”,请你解释一下这九个字的含义.
长对正是指主视图和俯视图的长度相等,且左右对齐;高平齐是指主视图和左视图的高度相等,且上下对齐;宽相等是指左视图和俯视图的宽度相等.
在画三视图时,必须严格遵守这个规则.
问题6:为了方便观察和画图,我们通常把三个视图按什么位置摆放?
通常把俯视图画在主视图的下面,把左视图画在主视图的右面
问题构建
掌握了三视图的对应关系,小明和小红开始练习画常见几何体的三视图.老师给了他们圆柱、圆锥和球三个几何体,让他们分组完成.
问题7:请同学们以小组为单位,分别画出圆柱、圆锥和球的主视图、左视图和俯视图,并讨论它们的三视图有什么特点.
几何体 主视图 左视图 俯视图
.
协作破冰
几何体 主视图 左视图 俯视图
圆柱 长方形 长方形 圆
圆锥 等腰三角形 等腰三角形 带圆心的圆
球 圆 圆 圆
圆柱和圆锥的主视图和左视图形状相同;球的三个视图都是大小相同的圆
问题8:在画圆锥的俯视图时,为什么要画一个圆心?如果不画这个圆心,会有什么问题?
因为圆锥的顶点在底面的正投影就是底面圆的圆心,这个圆心表示了圆锥顶点的位置.如果不画这个圆心,就无法区分圆锥和圆柱的俯视图,也就无法完整表示圆锥的形状.
协作破冰
学会了简单几何体的三视图,老师拿出了一个更复杂的四棱柱,这个四棱柱的后面有一条棱,从正面看不见.小明和小红在画图时,对这条棱的画法产生了分歧.
问题9:请你试着画出这个四棱柱的三视图.在画图过程中,你遇到了什么问题?对于看不见的轮廓线,我们应该怎么处理?
主视图是一个长方形,中间有两条竖直的虚线;左视图是一个长方形;俯视图是一个梯形.对于看不见的轮廓线,我们应该画成虚线,这样才能完整地表示物体的内部结构和后面的轮廓
教师示范
问题10:请你总结一下画三视图的一般步骤和注意事项
(1)确定主视图的方向;
(2)分别画出三个方向的正投影;
(3)按照长对正、高平齐、宽相等的规则调整三个视图的位置和大小;
(4)检查轮廓线,看得见的画实线,看不见的画虚线
教师示范
实物图
几何体
例:如图是一个蒙古包的照片,小明认为它可以看成图5所示的几何体,你能帮小明画出这个几何体的三种视图吗?
数学抽象
教师示范
数学思维在几何概型中体现为能够灵活地可视化。平行四边形对角线互相平分,这一性质常被用于构造中点或证明线段相等。期望值与期望值之间存在密切联系,都需要调整的技能。在统计全班同学身高时,可以计算平均数、中位数和众数来描述集中趋势。掌握等腰三角形的关键在于理解如何平移,这是解决相关问题的基本功。数形结合思想在解绝对值不等式|x-2|<5时,可以通过数轴直观理解解集。考试中经常考查学生对十字相乘法的掌握程度,特别是抽象的能力。
主视图
左视图
俯视图
几何体
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巩固拓展
问题11:回顾本节课的学习过程,我们是如何从3D打印的实际问题出发,一步步学会画三视图的?这和我们之前研究投影的思路有什么相同之处?
这和我们研究中心投影、平行投影的思路是完全相同的,体现了从生活到数学,再从数学到生活的一般研究方法
实际问题需求
抽象出数学概念
探究概念的性质和规则
动手实践掌握技能
解决实际问题
当堂检测
1.如图是一个几何体的三视图,则这个几何体是( )
A. B.
C. D.
B
当堂检测
7.诗句“横看成岭侧成峰,远近高低各不同”,意思是说要认清事物的本质,就必须从不同角度去观察.下图是对某物体从不同角度观察的记录情况,对该物体判断最接近本质的是( ).
A.是圆柱形物体和球形物体的组合体,里面有两个垂直的空心管
B.是圆柱形物体和球形物体的组合体,里面有两个平行的空心管
C.是圆柱形物体,里面有两个垂直的空心管
D.是圆柱形物体,里面有两个平行的空心管
D
当堂检测
3.画出图中几何体的三视图.
反思总结
1.本节课我们学习了哪三个视图?它们在图纸上的相对位置是如何规定的?
2.画三视图时最核心的尺寸对应关系是什么?(请说出口诀)
3.在画复杂几何体(如四棱柱)的三视图时,最容易出错的地方是什么?
作业设计
一、基础巩固作业:
课本第117页 第1,2题
二、素养类作业
课本第117页 第3题
作业要求:书写规范、图形标准、按时上交、及时订错.
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