教学目标:
1.使学生直观认识圆的周长,理解并掌握圆周长的计算公式。
2.通过对圆的直径与周长的变化规律的探讨,理解圆周率的意义,培养学生动手实践能力、联想能力和初步的逻辑思维能力。
3.通过介绍我国数学家对圆周率研究的贡献,对学生进行爱国主义教育和辩证唯物主义的启蒙教育。
教学重点、难点:
理解圆周率的意义,推导圆周长的计算公式,会运用圆周长的公式解决简单的实际问题。
教学过程:
一.激趣导入,提出问题
很多同学都喜欢看动漫画,喜欢听童话故事,都有喜欢的人物。老师也有喜欢的人物,就是聪明的阿凡提。由于国王也经常受到阿凡提的捉弄,非常恼火,有一天,他又想出了一个办法,要为难阿凡提。
国王命人在王宫外画了一个直径为50米的圆形跑道和一个边长为50米的正方形跑道,并从全国精选出了一头身强力壮、速度和阿凡提的小黑驴差不多的小花驴和小黑驴赛跑,并且规定小花驴沿着圆形路线跑,小黑驴沿着正方形路线跑,各跑一圈。(出示课件)
师:同学们猜猜看,比赛谁获胜了?
生:国王的小花驴获得了胜利。
师:说说你是怎么想的?
生:小花驴跑的路程短。
师:小花驴沿圆形跑道跑的路程就是圆的周长,小黑驴沿正方形跑道跑的路程就是正方形的周长。同学们说小花驴跑的路程短,也就是认为圆的周长比正方形的周长短,那么怎么计算圆的周长呢?这也是我们这节课要研究的内容。(板书课题:圆的周长)
二.探求新知
(一)小组探讨周长的测量方法
师:怎样求圆的周长呢?
生:量一量就知道了。
师:这是个好方法!那怎样来测量呢?如果是直线的话,我们可以用直尺来测量,可是曲线要怎么测量呢?
师:请学生以小组为单位讨论,利用身边的资源,如瓶盖等用线或卷尺量圆周长,并作好记录)
(在学生操作时,请学生进行演示测量方法,学生指出:用线绕瓶盖一圈,剪断拉直,再用尺量)
法1:绕线法
法2:滚动法
法3:软尺测
(二)猜测圆的周长与什么有关,并进行验证
师:用线测量圆周长,我们称为绕线法,通过将曲线化为直线,体现了一种数学思想“化曲为直”。
师:我们可以用绕线法量出圆的周长,那么小花驴跑的直径为50米的圆形跑道周长是多少呢?是不是也要量出来呢?
生:不用。
师:那有什么办法吗?我们知道正方形的周长和边长有关系,周长是边长的4倍,那么圆的周长可能和什么有关系呢?
生:直径。
师:那我们来看看,周长和直径究竟有什么关系?
(请同学测量刚才的圆的直径,并计算周长与直径的比值)
生:比值是3.25、3.145296…、
师:你可以得出什么规律呢?
生:圆的周长与直径的比值好象都是三点多一些,而且好象多数是无限不循环小数。
师:那么是不是所有的圆都有这样的规律?(多媒体演示证明圆周长与直径的比值是个固定的数)
师:圆不论大小,它的周长和直径的这个比值始终是个固定不变的数,我们把它叫做圆周率,用字母“π”表示。π是个无限不循环小数,近似等于3.14,即π≈3.14。
师:关于圆周率,大家都知道什么?
生:我知道我国古代有个数学家祖冲之好象和圆周率有关系。
师:老师收集了一些有关的资料,我们一起来看看。
祖冲之是我国南北朝时期,河北省涞源县人。他从小就阅读了许多天文、数学方面的书籍,勤奋好学,刻苦实践,终于使他成为我国古代杰出的数学家、天文学家。
祖冲之在数学上的杰出成就,是关于圆周率的计算。秦汉以前,人们以"径一周三"做为圆周率,这就是"古率"。后来发现古率误差太大,圆周率应是"圆径一而周三有余",不过究竟余多少,意见不一。祖冲之在前人成就的基础上,经过刻苦钻研,反复演算,求出π在3.1415926与3.1415927之间。并得出了π分数形式的近似值,取六位小数是3.141929,它是分子分母在1000以内最接近π值的分数。祖冲之究竟用什么方法得出这一结果,现在无从考查。若设想他按刘徽的"割圆术"方法去求的话,就要计算到圆内接16384边形,这需要化费多少时间和付出多么巨大的劳动啊!由此可见他在治学上的顽强毅力和聪敏才智是令人钦佩的。祖冲之计算得出的密率,外国数学家获得同样结果,已是一千多年以后的事了。为了纪念祖冲之的杰出贡献,有些外国数学史家建议把π=叫做"祖率"。
师:同学们读了有关祖冲之的资料,对祖冲之与圆周率有了一定认识。
(请同学谈谈读了资料后,有什么感受?)
师:刚才我们用圆的周长除以直径求出了圆周率,那么谁能说一说可以怎样求圆的周长?
生:圆的周长等于圆周率乘直径。
师:谁能用字母表示这个公式?
生:C=π×d。
师:乘号可以省略, C=πd,为了便于计算,我们一般取π的近似值3.14。
师:我们知道圆的直径d与半径r有什么关系?
生:d=2r
师:那么圆周长的计算公式还可以怎么表示?
生:C=πd或C=2πr
师:国王的小花驴和阿凡提的小黑驴比赛中,正方形跑道的边长和圆形跑道的直径都是50米,请同学们利用公式快速算一算,这两个跑道的周长是多少?看看到底谁会获胜?
生:50乘4等于200米,3.14乘50等于157米,200大于157米,所以阿凡提的小黑驴跑的路程更长一些,国王的小花驴会获胜。
三.实践应用
师:同学们都很聪明,接下来我们就看看同学们运用新知识解决问题的能力如何?
例1. 一张王莲的叶子近似于一个圆,它的直径约是0.95米,这张叶子的周长是多少米?(结果保留两位小数)
解:d=0.95,
C=πd=3.14×0.95=2.983≈2.98(米)
答:这张叶子的周长约是2.98米。
例2. 一颗卫星围绕地球飞行,飞行轨道近似为圆形,已知卫星距离地球表面500千米,飞行了14圈,问卫星一共飞行了多少千米。(地球的半径约6400千米)
解:R轨=500+6400=6900
C轨=2πR轨=2×3.14×6900=43332
14 C轨=43332×14=606648(千米)
答:卫星围绕地球一共飞行了约606648千米。
例3. 如图,如果圆环的外圆周长C1=250㎝,内圆周长C2==150㎝,求圆环的宽度d(结果精确到0.1㎝)
解:由C=2πR=2×3.14×R=6.28×R 得R=C÷6.28
设外圆的半径为R1,内圆的半径为R2,则
R1=C1÷6.28,R2=C2÷6.28
d=R1-R2=( C1-C2)÷6.28
=(250-150)÷6.28
≈15.9(㎝)
答:圆环的宽度约是15.9㎝。
四.巩固练习
1.判断:
(1)圆的周长是它直径的π倍。 ( )
(2)圆的周长总是随着直径的变化在变化。 ( )
(3)大圆的圆周率大于小圆的圆周率。 ( )
(4)圆的半径扩大2倍,圆的周长也扩大2倍。 ( )
2.在一个边长10厘米的正方形中,剪一个最大的圆。这个圆的直径和周长分别是多少?
3.一辆自行车车轮的直径是0.66米,车轮滚动一周,自行车前进多少米?
4.右图是一个由半圆和一条直径所组成的图形,求这个图形的周长。
5.有一奶牛场准备用粗铁丝围成一个半径是120米的圆形牛栏,如果用铁丝围三圈,那么至少需要买多少米铁丝?(接头处忽略不计)
6.如图,计算环形跑道的周长。(单位:米)
五.小结
师:同学们,通过今天这一节课的学习,你知道了些什么?能不能谈谈你有了些什么收获?