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如何在几何画板中制作三棱柱侧面展开的动画

三棱柱是小学数学开始接触,初中数学学习其性质,高中数学立体几何模块的重要成分。三棱柱的侧面展开图是一个矩形,在教学过程中,如果能动态展示三棱柱侧面展开的过程,有助于学生学习三棱柱的性质。
工具/原料
1

电脑

2

几何画板软件

步骤:绘制一个三棱柱
1

在菜单栏中单击“绘图”——“定义坐标系”,在作图区域新建一个平面直角坐标系。再“绘图”——“隐藏网格”。标记坐标原点为A;隐藏单位点。

2

双击A点,标记点A;选中X轴,在菜单栏中单击“变换”——“旋转”,逆时针旋转45°。

3

在X轴负半轴取一点C;在X轴正半轴取一点D;在y轴正半轴上取一点E,在直线AB'上取一点F。 连结线段CD、DE、EC得到三角形CDE(选中C、D、E三点,再按快捷键Ctrl+L)。

4

依次选中A、F两点(注意先点选A,再点选F),在菜单栏中单击“变换”——“标记向量”。

5

选中三角形CDE(包括三条边和三个顶点),在菜单栏中单击“变换”——“平移”,得到三角形C'D'E'。

6

连结CC'、DD'、EE',得到三棱柱。

步骤2:制作侧面展开图
1

选中点D和线段DE,在菜单栏中单击“构造”——“以圆心和半径绘圆”,得到的圆与x轴交于点G(取D点右侧的交点)。

2

依次点选点G、点E,圆D,在菜单栏中单击“构造”——“圆上的弧”。弧EG变成了实线,其他圆的部分成了虚线。

3

在弧EG上取一点H。注意是在弧EG上取点,不要取到了圆上的点。如图,取点鼠标靠近时只有弧EG段呈现红色则表示是在弧上取点。

4

连结DH。以点H为圆心,线段CE为半径画圆H。

5

双击点H标记为旋转中心;依次选择点D、E、C,并选择“变换”菜单的“标记角度”命令,旋转点D,得出点D’。构造射线HD’,交圆H于点I。构造圆H与x轴的的正半轴的交点J。

6

依次选择点圆H、点J、点I,作弧JI,并在弧JI画一点K,连结HK。

7

点选线段HK、HD、点H、K,在菜单栏中点击“变换”——“平移”,作出线段KK’、HH’、点H’、K’(在之前的操作种已经标记向量AF)。连结HH'、KK'。

步骤3:制作动画按钮
1

选中点H、点G,在菜单栏中点击“编辑”——“操作类按钮”——“移动”,制作点H的运动动画。

2

同理,制作“从 H -> E 移动”、“从 K -> J 移动”、“从 H -> I 移动”的动画按钮。

3

选中“从 H -> G 移动”、“从 K -> J 移动”按扭,单击菜单栏中的“编辑”——“操作类按钮”——“系列”,在弹出的属性窗口选中“依序执行”,把按扭的标签改为“侧面展开”。制作“从 K -> I 移动”、“从 H -> E 移动”系列按扭,并把按扭的标签改为“侧面还原”。

4

构造侧面内部颜色,隐藏不需要显示的辅助对象。点击“侧面展开”按钮即可实现侧面展开。点击“侧面还原”按钮即可实现还原成三棱柱。

注意事项

涉及到的点、线、步骤比较多,初学者在操作时尽量与教程中取相同的点的命名,以防弄混。

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