圖形運(yùn)動(dòng)在“萬向水龍頭”建模中的應(yīng)用
------基于小學(xué)數(shù)學(xué)五年下冊第五章的運(yùn)用
小學(xué)數(shù)學(xué)五年下冊第五章內(nèi)容為《圖形的運(yùn)動(dòng)(三)》,通過鐘表指針講解了圖形的旋轉(zhuǎn),結(jié)合過往的平移基本上讓學(xué)生了解到平面上的運(yùn)動(dòng)方式。
3DOne為3D建模提供了良好的視角轉(zhuǎn)換和友好界面,只要適當(dāng)研究可以將小學(xué)的平面圖形運(yùn)動(dòng)靈活應(yīng)用到三維空間中,為將來初中《立體幾何》的學(xué)習(xí)夯實(shí)基礎(chǔ)。
萬向水龍頭建模過程中可以讓小學(xué)生充分聯(lián)系和運(yùn)用所學(xué)的《圖形的運(yùn)動(dòng)(三)》知識(shí)。
一、圖形平移和旋轉(zhuǎn)回顧
我們先簡單復(fù)習(xí)圖形的平移和旋轉(zhuǎn)。下圖中四邊形ABCD為變化前圖形,四邊形A′B′C′D′為原型上移一個(gè)單位后右移5個(gè)單位得到的圖形,四邊形A′′B′′C′′D′′為原型繞點(diǎn)D順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°得到的圖形,四邊形A′′′B′′′C′′′D′′′為原型繞點(diǎn)O順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°得到的圖形。
從上面的例子我們發(fā)現(xiàn)四邊形A′′B′′C′′D′′、四邊形A′′′B′′′C′′′D′′′同樣是由原型通過旋轉(zhuǎn)而得,但是選擇不同的旋轉(zhuǎn)點(diǎn)所得到的圖形位置是不相同的。
二、探究3DOne的動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)與幾何中心的關(guān)系
那么在3DOne中如何實(shí)上述兩種不同的旋轉(zhuǎn)?我們先做一個(gè)簡單的嘗試。
第一步:繪制一個(gè)100×10×20mm的六面體,如下圖;
第二步:點(diǎn)擊六面體實(shí)體,在彈出菜單內(nèi)選著移動(dòng)工具;
第三步:在移動(dòng)屬性框內(nèi)選著“動(dòng)態(tài)移動(dòng)”,可以看見六面體內(nèi)有平移(X、Y、Z軸)和旋轉(zhuǎn)手柄;
第四步:鼠標(biāo)移動(dòng)至Z軸對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)手柄,手柄會(huì)變粉色的圓弧箭頭;
第五步:鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊激活的Z軸圓弧旋轉(zhuǎn)箭頭朝左旋轉(zhuǎn),會(huì)出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)角度輸入框,可鍵入你需要的角度(45°);
大家可以嘗試在不同軸旋轉(zhuǎn)一下,你會(huì)發(fā)現(xiàn)長方體(對稱體)“動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)”過程中基本是以它的幾何中心旋轉(zhuǎn),如果不規(guī)則體“動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)”會(huì)是怎樣的呢?我們可以探究一下。
探究第一步:如圖在剛才的六面體左側(cè)放置一圓柱體,中心坐標(biāo)、尺寸如圖。這樣構(gòu)成的整體為不規(guī)則體;
探究第二步:框選圓柱體和長方體,點(diǎn)擊左側(cè)工具欄“基本編輯”,選“移動(dòng)”工具,如下圖;
從上圖已經(jīng)很明顯能看到移動(dòng)手柄已經(jīng)向左側(cè)偏移了,這是因?yàn)殚L方體左側(cè)疊加圓柱體后幾何中心左移,所以“動(dòng)態(tài)移動(dòng)”中的旋轉(zhuǎn)是以幾何體的中心點(diǎn)為原點(diǎn)旋轉(zhuǎn)的。
探究第三步:同樣旋轉(zhuǎn)45°的結(jié)果如下圖。對比上述長方體旋轉(zhuǎn)45°(黑色)就可以發(fā)現(xiàn)區(qū)別了。
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