(共44张PPT)
第 1 页:封面页
标题:25.1.1 平行投影与中心投影
副标题:人教版初中数学九年级上册 | 定义 特征 辨析 应用
配图:左侧为 “平行投影示意图”(太阳光下的树影,标注平行光线、投影线、投影面),右侧为 “中心投影示意图”(台灯下的书本影子,标注点光源、投影线、投影)
落款:授课教师 / 日期
第 2 页:学习目标
知识目标:理解投影、平行投影、中心投影的定义,掌握两种投影的核心特征(光线特点、投影变化规律),能区分生活中的平行投影与中心投影实例。
能力目标:能根据光线类型判断投影类型,通过物体与投影的关系分析光线方向,提升 “空间光线转化为平面图形” 的建模能力。
素养目标:体会 “光线与几何图形” 的关联,感受投影在生活中的广泛应用,培养数形结合、空间想象思想,规范投影相关概念的表述。
第 3 页:情境导入 生活中的投影现象
生活实例展示(配图 + 动态描述):
自然投影:清晨太阳光下,旗杆在地面形成的影子(光线平行,影子方向一致);
人造投影:夜晚路灯下,行人在地面形成的影子(光线从一点发散,影子随距离变化);
艺术投影:电影院里,放映机光束将胶片影像投射到屏幕上(点光源,影像与物体成比例);
工程投影:建筑图纸绘制中,用平行光线将构件形状投射到平面上(平行光线,保证尺寸准确)。
思考提问:
这些影子(投影)的形成需要哪些条件?(物体、光线、投影面)
不同场景中,光线的传播方式有什么差异?这种差异会导致投影有哪些不同特征?
第 4 页:核心概念 1 投影的基本要素
1. 投影的定义
一般地,用光线照射物体,在某个平面(地面、墙壁等)上得到的影子叫做物体的投影,照射光线叫做投影线,投影所在的平面叫做投影面。
三要素(配标注图):
光源:产生光线的源头(如太阳、灯泡、放映机);
物体:不透明或半透明的几何体(如长方体、球体、树木);
投影面:承接投影的平面(如地面、墙面、屏幕)。
关键说明:投影是 “物体形状在平面上的几何呈现”,本质是 “光线被物体遮挡后形成的暗区轮廓”。
2. 投影的分类
根据投影线的传播方式,投影可分为两类:
平行投影:投影线互相平行的投影;
中心投影:投影线相交于一点的投影。
第 5 页:核心模块 1 平行投影的定义与特征
1. 平行投影的定义
由平行光线照射物体形成的投影叫做平行投影。
常见光源:太阳光、探照灯的光线(可近似看作平行光线);
示例:正午太阳光下,正方形纸片在地面形成的平行四边形影子(光线与纸片不垂直时)或正方形影子(光线与纸片垂直时)。
2. 平行投影的核心特征
特征类别
具体表现
示例验证
光线特点
所有投影线互相平行,方向固定(如太阳光沿东西方向)
同一时刻,校园内所有树木的影子方向一致
投影大小变化
当物体与投影面平行时,投影与物体形状相同、大小相等;当物体倾斜时,投影形状改变但对应线段比例不变(相似图形)
水平放置的长方形课本,正午太阳光下投影为等大长方形;倾斜放置时投影为相似平行四边形
时间变化规律
太阳光下,同一物体的投影随时间变化(早晨 / 傍晚影子长,正午影子短),影子方向与太阳位置相反
北半球上午,旗杆影子朝西;正午影子朝北且最短
3. 特殊平行投影:正投影
当平行光线垂直于投影面时,形成的平行投影叫做正投影(后续 “三视图” 的核心原理)。
特征:投影与物体的对应线段垂直,能准确反映物体的实际尺寸(如工程图纸常用正投影)。
第 6 页:核心模块 2 中心投影的定义与特征
1. 中心投影的定义
由同一点(点光源)发出的光线照射物体形成的投影叫做中心投影。
常见光源:灯泡、蜡烛、放映机、手电筒(光线从一点发散);
示例:夜晚台灯下,铅笔在桌面形成的影子(光线从灯泡点发散,影子随铅笔与光源距离变化)。
2. 中心投影的核心特征
特征类别
具体表现
示例验证
光线特点
所有投影线相交于唯一的点光源,光线呈 “放射状”
台灯下,书本各个顶点的投影线都经过灯泡位置
投影大小变化
投影大小与 “物体到点光源的距离”“物体到投影面的距离” 均有关:① 物体离点光源越近,投影越大;② 物体离投影面越近,投影越小
同一支铅笔,靠近台灯时影子变大,远离台灯时影子变小;固定铅笔,靠近墙面时影子变小
方向变化规律
同一物体的投影方向随 “点光源位置” 变化,投影与点光源、物体顶点在同一直线上
移动台灯位置,铅笔影子的方向随之改变,且灯泡、铅笔尖、影子尖始终共线
第 7 页:核心模块 3 平行投影与中心投影的对比辨析
1. 关键差异对比表
对比维度
平行投影
中心投影
光线来源
平行光线(如太阳光)
点光源(如灯泡)
投影线特征
投影线互相平行
投影线相交于点光源
投影大小规律
与物体和投影面的夹角有关,相似不变形
与物体到光源、投影面的距离均有关,易变形
同一时刻多物体投影
各物体影子方向一致
各物体影子方向可能不同(随光源位置变化)
应用场景
建筑测绘、日晷计时
电影放映、台灯照明、皮影戏
2. 辨析方法(三步法)
看光线:若光线平行(如太阳光、探照灯)→ 平行投影;若光线从一点发散(如灯泡、蜡烛)→ 中心投影;
看影子方向:同一时刻多个物体影子方向一致→ 平行投影;方向不同→ 中心投影;
看影子大小:物体移动时,影子相似不变形→ 平行投影;影子大小随距离显著变化→ 中心投影。
3. 易错实例辨析
例 1:月光下的影子→ 平行投影(月球距离远,光线近似平行);
例 2:手电筒直射墙面的手影→ 中心投影(光线从手电筒灯泡点发散);
例 3:商场橱窗内的射灯下的商品影子→ 中心投影(射灯为点光源)。
第 8 页:典例精讲 投影类型判断与应用
例题 1:根据场景判断投影类型
下列实例中,属于平行投影的是______,属于中心投影的是______:
① 太阳光下的自行车影子;② 路灯下的行人影子;③ 投影仪投射的课件画面;④ 正午时分广场上的旗杆影子。
解答:
平行投影:①④(光线平行);中心投影:②③(光线从点光源发散);
解析:①④的光源为太阳(平行光线),②的光源为路灯(点光源),③的光源为投影仪镜头(点光源)。
例题 2:根据投影分析光线与物体关系
如图,在某光源下,长方体木块的投影为长方形 ABCD,已知木块的长为 5cm,投影的长为 10cm,若木块到光源的距离为 3cm,求光源到投影面的距离。
解答步骤:
判断投影类型:投影大小随距离变化,且光线从一点发散→ 中心投影;
建模:设点光源为 O,木块的一个顶点为 P,其投影为 P',则△OPP' 与木块、投影构成相似三角形;
相似比:物体长:投影长 = 5:10=1:2,设光源到物体的距离为 d =3cm,光源到投影面的距离为 d +d (d 为物体到投影面的距离);
由相似三角形性质:d :(d +d )=1:2→ 3:(3+d )=1:2→ 3+d =6→ d =3cm,故光源到投影面的距离为 3+3=6cm。
第 9 页:易错警示与避坑指南
常见易错点:
混淆 “月光” 与 “灯光” 的投影类型:误将月光下的影子归为中心投影(实际月球距离地球远,光线近似平行,属于平行投影);
忽略 “正投影” 的特殊性:误将所有平行投影都当作正投影(正投影需满足 “光线垂直投影面”,普通平行投影光线可倾斜);
分析中心投影时漏看 “距离影响”:认为中心投影的大小仅与物体到光源距离有关,忽略物体到投影面的距离(两者共同影响投影大小)。
避坑技巧:
判断光线是否平行时,可观察 “同一时刻不同物体的影子方向”:方向一致→ 平行投影,方向不同→ 中心投影;
遇到 “投影大小计算” 时,先明确投影类型:平行投影用 “相似比 = 物体与投影面夹角的三角函数”,中心投影用 “相似三角形(光源、物体、投影构成)”;
记忆特殊实例:太阳光、探照灯→ 平行投影;灯泡、蜡烛、放映机→ 中心投影。
第 10 页:课堂练习 分层巩固
基础题:
(1)下列属于平行投影的是______(填序号):① 手电筒下的手影;② 太阳光下的树影;③ 蜡烛下的茶杯影;④ 投影仪的投影。(答案:②)
(2)平行投影的投影线______,中心投影的投影线______。(答案:互相平行,相交于一点)
中档题:
如图,在太阳光下,一根高 1.5m 的标杆的影长为 2m,同时测得一栋楼的影长为 24m,求这栋楼的高度。(答案:18m,提示:平行投影下物体高度与影长成正比,1.5:2=h:24→h=18)
提升题:
夜晚,小明站在路灯下,已知小明身高 1.6m,影子长 2m,小明与路灯底部的距离为 3m,求路灯的高度。(答案:4m,提示:中心投影构成相似三角形,设路灯高为 H,H:(2+3)=1.6:2→H=4)
第 11 页:课堂小结与作业布置
小结:
核心定义:投影由 “光源、物体、投影面” 三要素构成,按光线类型分为平行投影(平行光线)和中心投影(点光源);
关键特征:平行投影方向一致、投影相似,中心投影光线发散、投影大小随距离变化;
辨析方法:看光线是否平行、影子方向是否一致、影子大小是否随距离显著变化。
作业:
基础作业:教材习题 25.1 第 1、2 题(投影类型判断、平行投影高度计算);
拓展作业:分别在太阳光下和台灯下观察同一本数学书的投影,记录投影形状、大小的差异,并分析原因;
实践作业:用手电筒模拟点光源,改变手电筒与铅笔的距离,测量铅笔长度与投影长度的比值,总结中心投影的大小变化规律。
2025-2026学年沪科版数学九年级下册【示范课精品课件】
授课教师: . 班 级: . 时 间: .
25.1.1平行投影与中心投影
第25章 投影与视图
a
i
T
u
j
m
i
a
N
g
观察下列图片,你发现了什么共同点?
情境引入
投影的概念
你知道物体与影子之间有什么关系吗?
观察与思考
照射光线叫做投射线,
一般地,用光线照射物体,在某个平面 (地面、墙壁等) 上得到的影子叫做物体的投影.
归纳:
投影面
投影
投射线
投影所在的平面叫做投影面.
把下列物体与它们的投影用线连接起来:
练一练
观察下列图片,你认为太阳光线有什么特征?
太阳离我们很遥远,其光线可以看成平行光线.
观察与思考
平行投影与中心投影
由平行光线形成的投影叫做平行投影.
归纳:
例如,物体在太阳光的照射下形成的影子 (简称日影) 就是平行投影.
日影的方向可以反映时间,我国
古代的计时器日晷,就是根据日影来观测时间的.
例 1 某校墙边有甲、乙两根木杆,已知乙杆高 1.5 m.
(1) 某一时刻甲木杆在阳光下的影子如下图所示,你能
画出此时乙木杆的影子吗?
(甲)
(乙)
A
D
D'
B
E
E'
典例精析
(甲)
A
D
D'
B
(2) 当乙木杆移动到什么位置时,其影子刚好不落在
墙上?
E
E'
(3) 在(2)的情况下,如果测得甲、乙木杆的影子长分别
为 1.24 m 和 1 m,那么你能求出甲木杆的高度吗
答案:1.86 m.
(甲)
A
D
D'
B
E
E'
(乙)
皮影戏是利用灯光的照射,把影子的影态反映在银幕(投影面)上的表演艺术.
观察与思考
你知道皮影戏中的影像是如何形成的吗?
知识要点
例如:物体在灯泡发出的光照射下形成影子就
是中心投影.
由同一点 (点光源) 发出的光线形成的投影叫做中心投影.
请你分别指出下面的例子属于什么投影?
平行投影
平行投影
平行投影
中心投影
练一练
例 2 确定下图中路灯灯泡所在的位置.
解:过一根木杆的顶端及其影子的顶端画一条直线,再
过另一根木杆的顶端及其影子的
顶端画一条直线,两线相交于点
O,点 O 就是灯泡的位置.
O
平行投影和中心投影有什么区别和联系呢
思考:
区别 联系
平行投影
中心投影 投射线互相平行,
形成平行投影
投射线发自一点,形成中心投影
都是物体在光线的照射下,在某个平面内形成的影子. (即都是投影)
投影的判定与应用
问题1 下面两幅图分别是两棵小树在同一时刻的影子. 你能判断出哪幅图是灯光下形成的,哪幅图是太阳光下形成的吗?
光线相交→灯光
光线平行→太阳光
观察与思考
问题2 一个广场中央有一盏路灯.
(1)高矮相同的两个人在这盏路灯下的影子一定一样长吗 如果不一定,那么什么情况下他们的影子一样长?
不一定一样长,只有在距离路灯的距离相等时候影子才会一样长.
(2)高矮不同的两个人在这盏路灯下的影子有可能一样长吗
在灯光下,垂直于地面的物体离点光源距离近时,影子短,离点光源距离远时,影子长.
如图,晚上小亮在路灯下散步,在小亮由 A 处径直走到 B 处这一过程中,他在地上的影子 ( )
A. 逐渐变短
B. 先变短后变长
C. 先变长后变短
D. 逐渐变长
B
练一练
A B
C
B
A
(1) 直线 L1 上三点 A,B,C 被平行投影到直线 L2 上,对应的点为 A',B',C',问对应点的连线之间有怎样的位置关系?
问题3
A′ B′ C′
平行
C
B
A
O
(2) 直线 L1上三点 A,B,C 被中心投影到直线 L2 上,对应的点为 A',B',C',问对应点的连线之间有怎样的位置关系?
C′
B′
A′
L1
L2
相交于一点
例3 一位同学想利用树影测树高,已知在某一时刻直立于地面的长 1.5 m 的竹竿的影长为 3 m,但当他马上测量树影时,发现树的影子有一部分落在墙上. 经测量,留在墙上的影高 CD = 1.2 m,地面部分影长 BD = 5.4 m,求树高 AB.
A
B
D
C
E
解:方法① :过点 D 作 DE∥AC 交 AB 于点 E.
∴AB = AE + EB = 1.2 + 2.7 = 3.9 (m).
∵四边形 AEDC 为平行四边形,∴ AE = CD = 1.2 m.
A
B
D
C
方法② :延长 AC 交 BD 的延长线于点 E,如图.
∵ BD = 5.4 m,
∴ BE = BD + DE = 5.4 + 2.4 = 7.8 (m).
∴ 解得
∴ 树高 AB 为 3.9 m.
E
1.下列物体的影子中,不正确的是 ( )
A
B
C
D
B
太阳光线下形成的影子
太阳光线下形成的影子
2. 下面属于中心投影的是 ( )
A. 太阳光下的树影 B. 皮影
C. 月光下房屋的影子 D. 海上日出照帆影
B
3. 小玲和小芳两人身高相同,两人站在灯光下的不同
位置,已知小玲的影子比小芳的影子长,则可以判
定小芳离灯光较______.(填“远”或“近”)
近
4.小亮在上午 8 时、9 时 30 分、10 时、12 时四次到室
外的阳光下观察广场的旗杆随太阳转动的情况,无意
之中,他发现这四个时刻广场的旗杆在地面上的影子
的长度各不相同,那么影子最长的时刻为 .
上午 8 时
5. 将一个三角形放在太阳光下,它所形成的投影的形
状是_______________.
三角形或线段
6. 确定图中路灯灯泡的位置,并画出小赵在灯光下的
影子.
小赵
7. 如图,某同学身高 1.6 米,由路灯下向前步行 4 米,
发现自己的影子长有 2 米,问此路灯有多高?
解:根据题意,易得△CDE∽△ABE,
则 AB∶CD = BE∶DE,
即 AB∶1.6=(2+4)∶2,
所以 AB=4.8 米.
答:此路灯高 4.8 米.
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1. 如图所示的是古代一种以测定日影长度来确定时间的仪器,称为圭表.其表在圭上形成的投影属于________投影.(填“中心”或“平行”)
平行
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2.[2024·衢州一模]下列四幅图中,表示两棵小树在同一时刻同一地点阳光下的影子的图可能是( )
A
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3.[2024·柳州模拟]房间窗户的边框形状是矩形,在阳光的照射下边框在房间地面上形成了投影,则投影的形状可能是( )
A.圆 B.椭圆
C.三角形 D.平行四边形
D
4.下列现象属于中心投影的有( )
(1)小孔成像;(2)皮影戏;(3)手影; (4)放电影.
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
D
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5.[2024·宁德期末]在同一直线上直立着三根高度相同的木杆,它们在同一路灯下的影子如图所示.若光源与三根木杆在同一平面上,则光源所在位置是( )
A.A的左侧
B.A,B之间
C.C的右侧
D.B,C之间
B
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6.[2024·榆林期末]如图,某同学下晚自习后经过一路灯,他从A处背着路灯方向走到B处,这一过程中他在该路灯灯光下的影子( )
A.先变短后变长
B.由长逐渐变短
C.由短逐渐变长
D.始终不变
C
7.如图,一块面积为60 cm2的三角形硬纸板(记为△ABC)平行于投影面时,在点光源O的照射下形成的投影是△A1B1C1,若OB∶BB1=2∶3,则△A1B1C1的面积是( )
A.90 cm2 B.135 cm2
C.150 cm2 D.375 cm2
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【答案】 D
8.[2024·淮南校级月考]如图,某同学想测量旗杆的高度,他在某一时刻测得1米长的竹竿竖直放置时影长为1.5米,在同时刻测量旗杆的影长时,因旗杆靠近一楼房,影子不全落在地面上,有一部分影子落在墙上,他测得落在地面上的影长为21米,落在墙上的影高为2米,则旗杆的高度为( )
A.12米 B.14米
C.16米 D.18米
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【答案】 C
平行投影与中心投影
投影的概念
平行投影与中心投影
投影作图
投影的有关计算
必做作业:从教材习题中选取;
选做作业:完成练习册本课时的习题.
谢谢观看!