内容正文:
第30章 投影与视图
30.2 三视图
(第2课时)圆柱、圆锥与球
九年级上册 数学(沪教版·五四制)
学习目标
从曲面立体到三视图
会观察
画出指定摆法的圆柱、圆锥和球的三视图.
会对应
在不同视图中对应直径、高和轮廓.
会检查
解释顶点投影及空心物体的实线、虚线.
复习引入
先回顾共同的作图要求
方向
从前向后看主视图,从上向下看俯视图,从左向右看左视图.
关联
主俯长对正,主左高平齐,俯左宽相等.
线型
看得见画实线或点;被遮挡的轮廓画虚线.
观察思考
圆柱的圆面朝向哪里
观察
图中的圆柱竖直摆放,两个圆形底面水平.
追问
正对圆面看与从侧面看,轮廓相同吗?
例题讲解
例 3
如图30–2–11,已知一个圆柱和一个球,说出它们在正面、水平面和侧面上的正投影的形状,并画出它们的三视图.
题给圆柱与球
主视图
左视图
俯视图
圆柱的三视图
答:圆柱在正面、水平面、侧面的正投影依次为矩形、圆、矩形.
圆柱上下圆面水平,俯视图保留圆的形状.
从前、左两个侧向观察,外轮廓均为矩形.
方法:先判断视线是否正对圆面.
注意:立体图中的椭圆是画法,俯视图应画圆.
例题讲解
例 3
如图30–2–11,已知一个圆柱和一个球,说出它们在正面、水平面和侧面上的正投影的形状,并画出它们的三视图.
题给圆柱与球
主视图
左视图
俯视图
球的三视图
答:球在正面、水平面、侧面的正投影都是圆,三个圆全等.
球从各方向观察,轮廓都是直径等于球直径的圆.
按三视图的位置摆放三个全等圆.
方法:把同一球的直径对应到三个视图.
注意:不要把立体图中的赤道线画进三视图.
知识讲授
竖直圆柱的三视图
圆柱在正面上的正投影是一个矩形,在水平面上的正投影是一个圆,在侧面上的正投影也是一个矩形,
这句话对应例3中竖直摆放的圆柱.
两矩形的宽均等于圆的直径,高均等于圆柱高.
主视图
左视图
俯视图
知识讲授
球的三视图
球在正面上的正投影是一个圆,在水平面上的正投影也是一个圆,在侧面上的正投影同样是一个圆,
三个视图都是全等的圆.
球本身改变摆放方向,三个视图的轮廓不变.
主视图
左视图
俯视图
环节归纳
圆柱三视图的尺寸关系
直径
主视图的长、左视图的宽,都等于俯视圆的直径.
高度
主视图与左视图的高,都等于圆柱的高.
主视图
左视图
俯视图
例题讲解
变式
例 3
一个竖直圆柱底面半径为 cm,高为 cm.画出三视图,并写出各视图的尺寸.
主视图
左视图
俯视图
答:主、左视图是 cm矩形;俯视图是直径 cm的圆.
解
先将半径换成直径: cm.
矩形的高取圆柱高 cm.
方法:先求直径,再配矩形的两边.
注意:矩形的宽取整个圆面的直径.
例题讲解
变式
例 3
一个球的直径为 cm.画出它的三视图;作图时每个圆的半径取多少?
主视图
左视图
俯视图
答:三个全等圆,每个圆的半径取 cm.
解
各视图的直径等于球的直径 cm.
圆规半径取 cm.
方法:先对应直径,再确定圆规开口.
注意:不能把直径当作作图半径.
知识讲授
摆法影响三视图
同一个物体在以不同的方式摆放时可能会有不同的三视图.
先固定摆法和主视方向,再画图.
圆柱横放时,出现圆的视图位置可能改变.
例题讲解
观察 圆柱横放,圆移到哪里
把例3中的圆柱按图30–2–15横放,轴线沿左右方向.观察并画出三视图.
教材摆法
主视图
左视图
俯视图
横放圆柱三视图
答:主视图、俯视图是矩形,左视图是圆.
从左向右观察时,视线正对圆柱的底面.
主、俯两矩形的长都等于圆柱轴线方向的长度.
方法:找到正对圆面的观察方向.
注意:圆柱横放不代表三个视图都改变形状.
例题讲解
比较 同一圆柱的三种摆法
同一圆柱按下列三种方式摆放,分别说出圆形视图的名称.
轴线上下
轴线左右
轴线前后
答:依次是俯视图、左视图、主视图.
沿圆柱轴线方向观察,才正对圆形底面.
其余两个方向的视图是矩形.
方法:让视线与圆柱轴线平行.
注意:圆形视图的位置由摆法决定.
观察思考
圆锥的顶点怎样投影
轮廓
从侧向看,圆锥呈等腰三角形轮廓.
顶点
沿圆锥轴线观察时,顶点投影与圆心重合;还要检查是否可见.
例题讲解
例 4
如图30–2–17,已知一个圆锥形纸杯,画出它的三视图.
题给纸杯
主视图
俯视图
主、俯视图
答:主视图、俯视图都是顶点朝左的等腰三角形.
纸杯尖端朝左,轴线沿左右方向.
两图的三角形底边长度等于杯口直径.
方法:先标定尖端方向,再画轮廓.
注意:不能把纸杯擅自改成竖直摆放.
例题讲解
例 4
如图30–2–17,已知一个圆锥形纸杯,画出它的三视图.
题给纸杯
主视图
左视图
俯视图
完整三视图
答:左视图是圆,圆心处有一个表示锥顶投影的实点.
从左向右看,锥顶在前,杯口在后.
锥顶可见,投影位于杯口圆的圆心.
方法:沿观察方向比较顶点与圆面先后.
注意:圆心实点表示可见锥顶,不能漏画.
例题讲解
变式
例 4
将圆锥改为底面水平、顶点朝上.画出三视图.
指定摆法
主视图
左视图
俯视图
对应三视图
答:主、左视图是全等的等腰三角形;俯视图是圆及圆心处实点.
从前和从左看,三角形的底边都是底面直径.
从上向下看,先看到锥顶,再看到圆形轮廓.
方法:固定摆法后重新判断三个方向.
注意:锥顶实点与圆心重合,只画一个点.
例题讲解
变式
例 4
一个顶点朝上的圆锥底面半径为,高为.主视图的底边长、高分别是多少?两条腰各多长?
主视图
答:底边长,高,两腰各长.
解
底边等于直径;三角形高等于圆锥高.
半个主视图是直角三角形,腰长.
方法:把主视图沿高分成两个直角三角形.
注意:高是垂直距离,不能与斜腰混淆.
例题讲解
探究 先补左视图
如图30–2–19(1),这是一个积木玩具,它的上半部分是圆锥,下半部分是正方体,且圆锥底面的直径与正方体的棱长相等.已知它的主视图如图30–2–19(2)所示,请补全它的三视图.
答:左视图与已知主视图形状、大小相同.
解
圆锥的主、左视图全等;正方体的主、左视图也全等.
保持二者上下接合的位置,拼成左视图.
方法:先分上下两部分观察,再按原位置组合.
注意:拼合后仍要保留两部分接合的水平轮廓.
例题讲解
探究 再补俯视图并检查
如图30–2–19(1),这是一个积木玩具,它的上半部分是圆锥,下半部分是正方体,且圆锥底面的直径与正方体的棱长相等.已知它的主视图如图30–2–19(2)所示,请补全它的三视图.
主视图
左视图
俯视图
答:俯视图是正方形及其内切圆,圆心处有可见锥顶的实点.
解
圆锥底面直径等于正方体棱长,所以圆与正方形四边相切.
正方形四角露出;锥顶的投影在圆心.
方法:先画正方形,再画内切圆与顶点.
注意:不能把正方形外轮廓省去.
知识讲授
空心物体也要保留隐藏轮廓
正对孔口
能看到的孔口边界画实线.
从上方看
孔道被实体顶壁遮挡,其侧边界的投影画虚线.
课堂练习
练习1
如图是一个空心长方体的几种视图,哪些有错误?为什么?
答:(1)(2)有错误;(3)正确.
解
(1)俯视图漏画孔道的两条隐藏轮廓线.
(2)主视孔口应为实线;俯视孔道边界应为虚线.
方法:先找孔口是否正对视线,再判断孔道遮挡.
注意:孔道真实存在,俯视时看不见也不能省略.
课堂练习
练习1变式 说清同一条孔道的线型
空心长方体的贯通孔沿前后方向.正面孔口边界可见.把俯视图中的两条孔道边界画成实线,错误在哪里?
答:从上方看,孔道边界被顶壁遮挡,应改成两条虚线.
解
可见性必须在当前观察方向下判断.
正面看得见孔口,不代表上方也能看见孔道.
方法:每换一个观察方向,都重新检查遮挡.
注意:不能把主视图的线型直接复制到俯视图.
课堂练习
练习2
一个圆柱的主视图和左视图如图所示,画出它的俯视图.
题给主、左视图
主视图
左视图
俯视图
补全后的三视图
答:俯视图是矩形;长等于主视圆的直径,宽等于左视矩形的水平边长.
主视图为圆,说明主视方向正对圆柱底面.
把直径向下对应,把轴线方向的长度作为俯视图的宽.
方法:主俯长对正,俯左宽相等.
注意:这根圆柱的轴线沿前后方向.
环节归纳
曲面立体怎样避免画错
先看轴线与轮廓
(1)圆柱沿轴线看圆,其余两图看矩形.
(2)圆锥侧向看等腰三角形,沿轴线看圆.
(3)球的三个视图始终是全等圆.
再查尺寸与遮挡
(1)直径同时对应圆和侧向视图的底边.
(2)高度或轴向长度按摆法分配到视图.
(3)顶点、孔道等细节单独判断可见性.
课堂小结
圆柱圆锥
球的三视图
先定摆法
明确主视方向及立体的摆放方式,找出轴线方向;同一物体改变摆法,视图可能改变.
识别轮廓
圆柱沿轴线看圆,侧向看矩形;圆锥侧向看等腰三角形;球从各方向看都是圆.
对应尺寸
把底面直径与侧向视图的边长对应,把高度或轴向长度对应到位;仍须遵守三图尺寸关系.
核对细节
可见锥顶投影要画实点;空心物体须检查孔口及隐藏边界,按当前方向确定实线或虚线.
特别提醒:摆法先确定,轮廓、尺寸、线型依次查.
针对训练
训练1 选择:竖直圆柱
一个圆柱的两个底面水平放置.它的三视图中,形状为圆的是( ).
A.主视图 B.俯视图 C.左视图 D.三个都是
答:B.
解
从上向下看,视线正对水平圆面.
从前、左两个方向看,外轮廓为矩形.
方法:判断哪个观察方向正对圆面.
注意:以题目给定的摆法为准.
针对训练
训练2 判断:把条件说完整
(1)竖直圆柱的主视图与左视图全等.
对
理由:两图均由底面直径和圆柱高决定.
(2)球的俯视图是椭圆.
错
理由:球的正投影轮廓是圆.
(3)尖端朝左的圆锥,主视图尖端也朝左.
对
理由:从前向后观察保留左右方向.
(4)空心物体中看不见的孔道边界可以一律省略.
错
理由:被遮挡的轮廓应使用虚线表示.
方法:逐条核对摆法、方向和线型.
注意:不要把立体示意图直接当作正投影.
针对训练
训练3 填空:半径与直径
竖直圆柱的底面半径为 cm,高为 cm.主视图的长为____,高为____;俯视圆的直径为____.
答: cm, cm, cm.
解
底面直径为 cm.
主视图的长等于直径,高等于圆柱高.
方法:先把半径换成直径.
注意:三个空中只有“高”取7 cm.
针对训练
训练4 作图:球的三个圆
一个球的半径为 cm.画三视图时,有人把主视圆直径画成 cm,左视圆直径画成 cm.指出问题并改正.
主视图
左视图
俯视图
答:左视圆应改为直径 cm;俯视圆直径也为 cm.
解
球的三个正投影是全等圆.
每个圆的直径都是 cm.
方法:用同一球的直径统一检查.
注意:三个视图使用相同比例.
针对训练
训练5 作图:圆柱横放
圆柱底面直径为,轴线方向的长度为.现将轴线沿左右方向横放.画出三视图并写出尺寸.
主视图
左视图
俯视图
答:主、俯视图是矩形;左视图是直径的圆.
解
从左向右看正对底面,所以左视图为圆.
左右长度同时出现在主、俯视图中.
方法:沿轴线找圆,垂直轴线找矩形.
注意:尺寸9是此摆法的长,不是竖直高度.
针对训练
训练6 读图与计算:给定圆锥
顶点朝上的圆锥,其主视图底边长,三角形高.求圆锥底面半径和高,并说明俯视图怎样画.
主视图
答:底面半径,高;俯视图画直径的圆及圆心实点.
解
主视图底边等于底面直径,半径为.
三角形高等于圆锥高;锥顶从上方可见.
方法:把题给圆锥的尺寸与视图对应.
注意:主视图底边取直径,圆锥高取三角形的高.
针对训练
训练7 完整题组:同一圆柱改变摆法
一个圆柱底面直径为,轴线长度为.分别判断:
(1) 圆柱竖直放置时,圆形视图是哪一个?
(2) 轴线沿左右方向横放时,圆形视图是哪一个?
(3) 轴线沿前后方向横放时,圆形视图是哪一个?
解第(1)题
俯视图.
从上向下看正对底面.
解第(2)题
左视图.
从左向右看正对底面.
方法:沿轴线找圆形视图.
注意:两个矩形尺寸都为.
方法:让视线平行轴线.
注意:两个矩形尺寸都为.
针对训练
训练7 完整题组:同一圆柱改变摆法
一个圆柱底面直径为,轴线长度为.分别判断:
(1) 圆柱竖直放置时,圆形视图是哪一个?
(2) 轴线沿左右方向横放时,圆形视图是哪一个?
(3) 轴线沿前后方向横放时,圆形视图是哪一个?
解第(3)题
主视图.
从前向后看正对底面.
方法:把视线方向与轴线逐项比较.
注意:俯视矩形长6、宽10.
针对训练
训练8 完整题组:圆锥视图的细节
一个顶点朝上的圆锥,底面半径为,高为.回答下列问题:
(1) 主视图的底边长、高分别是多少?
(2) 左视图与主视图是否全等?为什么?
(3) 俯视图圆心处的点表示什么?
解第(1)题
、.
底边等于,高取6.
方法:先从半径求直径.
注意:三角形底边不能取2.5.
针对训练
训练8 完整题组:圆锥视图的细节
一个顶点朝上的圆锥,底面半径为,高为.回答下列问题:
(1) 主视图的底边长、高分别是多少?
(2) 左视图与主视图是否全等?为什么?
(3) 俯视图圆心处的点表示什么?
解第(2)题
全等.
两图的底边同为5,高同为6,均是等腰三角形.
解第(3)题
可见锥顶的投影.
从上向下看,顶点位于最前方并投到圆心.
方法:比较底边和对应的高.
注意:仅说“都是三角形”理由不充分.
方法:沿投影方向跟踪顶点.
注意:不是额外的小孔或装饰点.
针对训练
训练9 计算:同一比例作图
圆柱轴线沿左右方向横放,底面直径 cm,轴长 cm.主视图的长是高的几倍?俯视图是否具有同样的长宽比?
主视图
左视图
俯视图
答:主视图长是高的倍;俯视图长宽比也是.
解
主视矩形尺寸为,得.
俯视矩形同样记录轴长12与底面直径4.
方法:先写出两个视图的尺寸.
注意:长宽比比较的是同一比例下的长度.
针对训练
训练10 说明:圆锥顶点为什么画成点
一个圆锥尖端朝左、轴线沿左右方向.有人把左视图仅画成圆,说“锥顶太尖,画不出来”.应怎样改正?
左视图
答:在圆心补一个实点,表示可见锥顶的投影.
解
从左看,锥顶在底面之前,能够看见.
顶点是一个点,正投影仍用点表示.
方法:先判断顶点投到哪里、是否可见.
注意:不能因为不是线段就把顶点漏掉.
针对训练
训练11 实际应用:圆柱罐示意图
设计一个竖直圆柱罐的外形图,罐身底面直径 cm,高 cm,忽略盖边细节.按画三视图,图上各尺寸是多少?
主视图
左视图
俯视图
答:主、左视图 cm;俯视图圆的直径 cm.
解
所有实物长度除以2,得直径6、高10.
竖直圆柱的主、左视图为矩形,俯视图为圆.
方法:先缩放尺寸,再规范排图.
注意:这里只画罐的基本圆柱外形.
针对训练
训练12 实际应用:展台顶饰外形
展台顶饰由棱长 cm的正方体和上方高 cm的正放圆锥组成,圆锥底面直径也为 cm.求主视图总高,并说明俯视图的轮廓.
主视图
左视图
俯视图
答:总高 cm;俯视图为边长 cm的正方形、内切圆及圆心实点.
解
上下两部分总高为 cm.
圆直径等于正方形边长,四角仍可见,锥顶投到圆心.
方法:分部观察后按真实位置组合.
注意:不要漏掉俯视图中的正方形四角.
方法总结
两条思路检查三视图
沿观察方向逐层看
(1)先固定立体摆法和主视方向.
(2)依次看外轮廓、顶点和孔道边界.
(3)用实线、实点和虚线表达可见性.
用尺寸关系相互验
(1)圆柱、圆锥先分清半径和直径.
(2)把轴向长度与摆法对应到各视图.
(3)再查长对正、高平齐、宽相等.
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