运动问题是数学物理中非常喜欢研究的问题,这和我们本生生活的三维空间有密切的关系,我们无时无刻都在运动着,不论是坐着、站着还是躺着,都在不断运动。运动有复杂的运动,也有简单的运动,今天我们我们来聊一聊最简单的直线运动轨迹。
基本上,在中学,我们研究的都是“有规律的运动”,特别是在初中,主要就是直线和圆的轨迹运动。可能是由于数学意识比较好,不论是买菜还是逛超市,能走直线,我是不会走曲线的,因为“走直线”的潜意识,也节省了很多时间。有所失,必有所得。可能这也是我没有陪女生逛街的天分。
在讲直线轨迹之前,我们先看看有哪些关于直线轨迹的压轴题?
2019年浙江湖州压轴题最后一题:
2015年桂林选择题最后一题:
还有很多,不过没在中考题中,就不放出来了。这类问题从本质上来说,都属于直线轨迹的问题。也属于中考的一种压轴题型的考法。看似很难,实际有通法可寻。
同学们可以先自己思考思考,如果没有什么头绪,把下面的看完,学一个“套路”,可以撩“一类题”。
在研究为什么是直线轨迹之前,我们要复习下直线轨迹的类型?
手写笔记(四种直线+一个模型):
其中上面两个问题考察的就是上面第5个:手拉手全等的豆瓜模型(直线型)。至于为什么叫做豆瓜模型?在我强行合理的猜测+解释下,应该是动点P“种豆得豆,种瓜得瓜”的因果:
一个动点P(主动点)的轨迹是直线,这个动点到一个定点A上的所有的点都是以直线运动,且线段PA围绕定点A旋转任意的角度,得到P对应的点P‘的轨迹还是直线。
在主动点P带头大哥的作用下,其他的小弟都甘愿追随。而且非常神奇的是,小弟P‘点的运动路程与大哥P点完全是一模一样,完全不敢跨越雷池半步。
肯定有同学说,那这里全都是直线,全都是“豆”,没有瓜啊?作为一名严格的吃瓜老师,本着求是创新的精神,我怀着100%的信心和怀疑进行猜测:
当动点P的轨迹是一个圆的时候,P到定点A上面的所有点的轨迹会是一个圆吗?
我们可以通过先找特殊点,比如PA的中点M,然后多画几个不同状态的点探索探索,然后在去证明,经过我的证明,果然是圆。
脑洞有多大,世界就有多大,再勇敢一点,你会发现,P的轨迹决定PA上所有的点都“誓死追随”大哥P点,对P点表现出来的威慑力感到敬佩。比如,P是抛物线,PA上的点也是抛物线。(ps:在初中主要还是直线和圆)。有兴趣的小伙伴可以尝试去证明下。今天我们的主角是直线,这里其他的轨迹我们就先按下不表。
我们回到豆瓜模型上继续探索:
上面那个是围绕定点A旋转,如果围绕动点P进行固定方向(顺时针或逆时针)旋转得到A的对应点A’,那么A的轨迹还会是直线吗?A‘走的路径与P走的路径有啥子关系呢?
还是熟悉的味道和配方,画出来几个稍微准确一些的图,相信你也能会说必然是直线。
我们还是能看到熟悉的手拉手,只不过此时已然不是全等,而是变成了“相似”。走过千山万水,看过万紫千红,不得不说,不管围着定点A转得P’,还是围绕动点P转的A‘,始终逃脱不了这“直线”的宿命呀!跑不出主动点P的“魔抓”。
证明如下:
通过手拉手相似,如果P点有开始点和结束点,我们会发现动点A’的运动路程与动点P的运动路程是一个固定的相似比。
搞明白了上面的模型,再回头去看那两个题目,这类压轴题型就能迎刃而解了。
当然,更进一步,如果你能把探索-猜想-证明的这个过程自己在体会体验,琢磨琢磨,特别是提出问题的这个过程在体验下,那么相信小伙伴们也能总结探索出自己的“方法套路”,做一个题,不仅仅解决这一类问题,还要提升自己抽象、整理总结的能力,把握核心,变来变去,离不开我们的“魔抓”。
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我是康大叔,一名理论结合实际,方法融于技巧的资深吃瓜老师。(号外:还有一对一的时间,欢迎大家预约。)
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