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为什么茶杯盖不会掉到茶杯里去?

时间:2021-10-01 17:51:45 教育论文 我要投稿

为什么茶杯盖不会掉到茶杯里去?

 

 

 一次几何复习课上,我提了一个简单的问题:“为什么茶杯盖不会掉到茶杯里去?” 一个学生迫不及待地抢先回答:“这个问题太简单了,盖子比口大,当然掉不进去了。”

我说:“确实,盖子比口小,它一定会掉进去,不过,比口大,是不是就一定掉不进去呢?请看,我这儿有一个铁制的、盒口是椭圆形的茶叶盒,但是一不小盖子就掉进去了。(让椭圆形盖子的长轴垂直于盒口面,且使盒盖沿盒口长轴,就能掉进去)再看我这儿还有个木制的盒口是正方形的茶叶盒,它也能掉进去(盖子竖起来,沿盒口对角线放,这说明了什么?

一学生答:“说明刚才那位同学说的不完全正确的,盖子比口大并不是掉不进去的可靠依据。”

我说:“回答的很好!盖子比口大,只民必要条件,并不具有充分性。究竟掉不掉得进去,还得看形状。作一点具体分析,大家能举出生活中的物体,它的盖子无论怎样都掉不进去吗?”

学生略作思考,答:“圆形的茶杯,圆形炊壶,圆形坛子。”

我说:“正确,通常盖子和口的形状一样,只要圆形的盖子比杯口大一点就掉不进去。请看这个茶杯(演示),除了圆形处,还有其它的形状吗?“

课堂立刻热闹起来,学生议论纷纷,有的拿圆规、直尺急于作图;有的冥思苦想,回忆所学的各种图形寻找方案。突然有个学生站起来说:“杯口是三角形的杯子。”话音刚落,又一位同学站起来反驳道:“三角形不行,假如一边较长,另一边较短,让盖子的短边沿杯口较长边放,就会掉进去。”

我说:“有道理,能不能将上述图形修改一下呢?”

又有一个学生说:“正三角形“许多学生都觉得似乎正确,投去了赞同的目光。

我说:“仔细想一想,正三角形行吗?”

一位学生经过画图后,想想说:“不行,正三角形边较高长,高比较短,可以把盖子竖起来,让一条边垂直于杯口沿着杯口的一条边往下放,也放得进去。”

我说:“对!这需要多角度的空间想象,正三角形不行。”

因为刚才举例说明了正方形不行,接着有的同学提出了五边形,正六边形,一番争论,又被其他同学否定了。因为,正五边形的对角线比它的高要长,正六边形有一条对角线比两条平行之间的距离要长,沿对角线放入,也会掉进去。

几经讨论,我说:“可以证明任意正多边形的盖子(盖子很薄),要是它比口大‘一点’,就有可能掉进去,只不过对于正三角形、正方形来说,这‘一点’可稍大一些;对于边数很多的正多边形来说,这‘一点’必须很小,请问大家:这个图形必须有何特征?”

经过全班集体的努力与探索,推选一名学生回答我的问题:用两条平行线从任意的方向去夹它,平行线间的距离都相等。

我兴奋地说道:“对了!了不起,团结起来力量大,满足上述特征的图形在几何学上叫等宽(常宽)图形。我们不要急于下结论说常图形只有圆。大家请看:正三角拱形(在黑板上作图),是以正三角形的三个顶点为圆心,以它的边长为半径,画三段圆弧得到的。你们能证明三角拱形日等宽图形吗?”

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