教學(xué)目標:
1.使學(xué)生直觀(guān)認識圓的周長(cháng),理解并掌握圓周長(cháng)的計算公式。
2.通過(guò)對圓的直徑與周長(cháng)的變化規律的探討,理解圓周率的意義,培養學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力、聯(lián)想能力和初步的邏輯思維能力。
3.通過(guò)介紹我國數學(xué)家對圓周率研究的貢獻,對學(xué)生進(jìn)行愛(ài)國主義教育和辯證唯物主義的啟蒙教育。
教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn):
理解圓周率的意義,推導圓周長(cháng)的計算公式,會(huì )運用圓周長(cháng)的公式解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題。
教學(xué)過(guò)程:
一.激趣導入,提出問(wèn)題
很多同學(xué)都喜歡看動(dòng)漫畫(huà),喜歡聽(tīng)童話(huà)故事,都有喜歡的人物。老師也有喜歡的人物,就是聰明的阿凡提。由于國王也經(jīng)常受到阿凡提的捉弄,非常惱火,有一天,他又想出了一個(gè)辦法,要為難阿凡提。
國王命人在王宮外畫(huà)了一個(gè)直徑為50米的圓形跑道和一個(gè)邊長(cháng)為50米的正方形跑道,并從全國精選出了一頭身強力壯、速度和阿凡提的小黑驢差不多的小花驢和小黑驢賽跑,并且規定小花驢沿著(zhù)圓形路線(xiàn)跑,小黑驢沿著(zhù)正方形路線(xiàn)跑,各跑一圈。(出示課件)
師:同學(xué)們猜猜看,比賽誰(shuí)獲勝了?
生:國王的小花驢獲得了勝利。
師:說(shuō)說(shuō)你是怎么想的?
生:小花驢跑的路程短。
師:小花驢沿圓形跑道跑的路程就是圓的周長(cháng),小黑驢沿正方形跑道跑的路程就是正方形的周長(cháng)。同學(xué)們說(shuō)小花驢跑的路程短,也就是認為圓的周長(cháng)比正方形的周長(cháng)短,那么怎么計算圓的周長(cháng)呢?這也是我們這節課要研究的內容。(板書(shū)課題:圓的周長(cháng))
二.探求新知
(一)小組探討周長(cháng)的測量方法
師:怎樣求圓的周長(cháng)呢?
生:量一量就知道了。
師:這是個(gè)好方法!那怎樣來(lái)測量呢?如果是直線(xiàn)的話(huà),我們可以用直尺來(lái)測量,可是曲線(xiàn)要怎么測量呢?
師:請學(xué)生以小組為單位討論,利用身邊的資源,如瓶蓋等用線(xiàn)或卷尺量圓周長(cháng),并作好記錄)
(在學(xué)生操作時(shí),請學(xué)生進(jìn)行演示測量方法,學(xué)生指出:用線(xiàn)繞瓶蓋一圈,剪斷拉直,再用尺量)
法1:繞線(xiàn)法
法2:滾動(dòng)法
法3:軟尺測
(二)猜測圓的周長(cháng)與什么有關(guān),并進(jìn)行驗證
師:用線(xiàn)測量圓周長(cháng),我們稱(chēng)為繞線(xiàn)法,通過(guò)將曲線(xiàn)化為直線(xiàn),體現了一種數學(xué)思想“化曲為直”。
師:我們可以用繞線(xiàn)法量出圓的周長(cháng),那么小花驢跑的直徑為50米的圓形跑道周長(cháng)是多少呢?是不是也要量出來(lái)呢?
生:不用。
師:那有什么辦法嗎?我們知道正方形的周長(cháng)和邊長(cháng)有關(guān)系,周長(cháng)是邊長(cháng)的4倍,那么圓的周長(cháng)可能和什么有關(guān)系呢?
生:直徑。
師:那我們來(lái)看看,周長(cháng)和直徑究竟有什么關(guān)系?
(請同學(xué)測量剛才的圓的直徑,并計算周長(cháng)與直徑的比值)
生:比值是3.25、3.145296…、
師:你可以得出什么規律呢?
生:圓的周長(cháng)與直徑的比值好象都是三點(diǎn)多一些,而且好象多數是無(wú)限不循環(huán)小數。
師:那么是不是所有的圓都有這樣的規律?(多媒體演示證明圓周長(cháng)與直徑的比值是個(gè)固定的數)
師:圓不論大小,它的周長(cháng)和直徑的這個(gè)比值始終是個(gè)固定不變的數,我們把它叫做圓周率,用字母“π”表示。π是個(gè)無(wú)限不循環(huán)小數,近似等于3.14,即π≈3.14。
師:關(guān)于圓周率,大家都知道什么?
生:我知道我國古代有個(gè)數學(xué)家祖沖之好象和圓周率有關(guān)系。
師:老師收集了一些有關(guān)的資料,我們一起來(lái)看看。
祖沖之是我國南北朝時(shí)期,河北省淶源縣人。他從小就閱讀了許多天文、數學(xué)方面的書(shū)籍,勤奮好學(xué),刻苦實(shí)踐,終于使他成為我國古代杰出的數學(xué)家、天文學(xué)家。
祖沖之在數學(xué)上的杰出成就,是關(guān)于圓周率的計算。秦漢以前,人們以"徑一周三"做為圓周率,這就是"古率"。后來(lái)發(fā)現古率誤差太大,圓周率應是"圓徑一而周三有余",不過(guò)究竟余多少,意見(jiàn)不一。祖沖之在前人成就的基礎上,經(jīng)過(guò)刻苦鉆研,反復演算,求出π在3.1415926與3.1415927之間。并得出了π分數形式的近似值,取六位小數是3.141929,它是分子分母在1000以?xún)茸罱咏兄档姆謹。祖沖之究竟用什么方法得出這一結果,現在無(wú)從考查。若設想他按劉徽的"割圓術(shù)"方法去求的話(huà),就要計算到圓內接16384邊形,這需要化費多少時(shí)間和付出多么巨大的勞動(dòng)!由此可見(jiàn)他在治學(xué)上的頑強毅力和聰敏才智是令人欽佩的。祖沖之計算得出的密率,外國數學(xué)家獲得同樣結果,已是一千多年以后的事了。為了紀念祖沖之的杰出貢獻,有些外國數學(xué)史家建議把π=叫做"祖率"。
師:同學(xué)們讀了有關(guān)祖沖之的資料,對祖沖之與圓周率有了一定認識。
(請同學(xué)談?wù)勛x了資料后,有什么感受?)
師:剛才我們用圓的周長(cháng)除以直徑求出了圓周率,那么誰(shuí)能說(shuō)一說(shuō)可以怎樣求圓的周長(cháng)?
生:圓的周長(cháng)等于圓周率乘直徑。
師:誰(shuí)能用字母表示這個(gè)公式?
生:C=π×d。
師:乘號可以省略, C=πd,為了便于計算,我們一般取π的近似值3.14。
師:我們知道圓的直徑d與半徑r有什么關(guān)系?
生:d=2r
師:那么圓周長(cháng)的計算公式還可以怎么表示?
生:C=πd或C=2πr
師:國王的小花驢和阿凡提的小黑驢比賽中,正方形跑道的邊長(cháng)和圓形跑道的直徑都是50米,請同學(xué)們利用公式快速算一算,這兩個(gè)跑道的周長(cháng)是多少?看看到底誰(shuí)會(huì )獲勝?
生:50乘4等于200米,3.14乘50等于157米,200大于157米,所以阿凡提的小黑驢跑的路程更長(cháng)一些,國王的小花驢會(huì )獲勝。
三.實(shí)踐應用
師:同學(xué)們都很聰明,接下來(lái)我們就看看同學(xué)們運用新知識解決問(wèn)題的能力如何?
例1. 一張王蓮的葉子近似于一個(gè)圓,它的直徑約是0.95米,這張葉子的周長(cháng)是多少米?(結果保留兩位小數)
解:d=0.95,
C=πd=3.14×0.95=2.983≈2.98(米)
答:這張葉子的周長(cháng)約是2.98米。
例2. 一顆衛星圍繞地球飛行,飛行軌道近似為圓形,已知衛星距離地球表面500千米,飛行了14圈,問(wèn)衛星一共飛行了多少千米。(地球的半徑約6400千米)
解:R軌=500+6400=6900
C軌=2πR軌=2×3.14×6900=43332
14 C軌=43332×14=606648(千米)
答:衛星圍繞地球一共飛行了約606648千米。
例3. 如圖,如果圓環(huán)的外圓周長(cháng)C1=250㎝,內圓周長(cháng)C2==150㎝,求圓環(huán)的寬度d(結果精確到0.1㎝)
解:由C=2πR=2×3.14×R=6.28×R 得R=C÷6.28
設外圓的半徑為R1,內圓的半徑為R2,則
R1=C1÷6.28,R2=C2÷6.28
d=R1-R2=( C1-C2)÷6.28
=(250-150)÷6.28
≈15.9(㎝)
答:圓環(huán)的寬度約是15.9㎝。
四.鞏固練習
1.判斷:
(1)圓的周長(cháng)是它直徑的π倍。 ( )
(2)圓的周長(cháng)總是隨著(zhù)直徑的變化在變化。 ( )
(3)大圓的圓周率大于小圓的圓周率。 ( )
(4)圓的半徑擴大2倍,圓的周長(cháng)也擴大2倍。 ( )
2.在一個(gè)邊長(cháng)10厘米的正方形中,剪一個(gè)最大的圓。這個(gè)圓的直徑和周長(cháng)分別是多少?
3.一輛自行車(chē)車(chē)輪的直徑是0.66米,車(chē)輪滾動(dòng)一周,自行車(chē)前進(jìn)多少米?
4.右圖是一個(gè)由半圓和一條直徑所組成的圖形,求這個(gè)圖形的周長(cháng)。
5.有一奶牛場(chǎng)準備用粗鐵絲圍成一個(gè)半徑是120米的圓形牛欄,如果用鐵絲圍三圈,那么至少需要買(mǎi)多少米鐵絲?(接頭處忽略不計)
6.如圖,計算環(huán)形跑道的周長(cháng)。(單位:米)
五.小結
師:同學(xué)們,通過(guò)今天這一節課的學(xué)習,你知道了些什么?能不能談?wù)勀阌辛诵┦裁词斋@?