初中数学九年级下册平行投影与中心投影(教案)教学设计
29.1 投影
第1课时平行投影与中心投影
教学目标：
1．理解平行投影和中心投影的特征；(重点)
2．在投影面上画出平面图形的平行投影或中心投影．(难点)
教学过程：
一、情境导入
北京故宫中的日晷闻名世界，是我国光辉灿烂文化的瑰宝．它是我国古代利用日影测定时刻的仪器，它由“晷面”与“晷针”组成，当太阳光照在日晷中轴上产生投影，晷针的影子就会投向晷面，随着时间的推移，晷针的影的长度发生变化，晷针的影子在晷面上慢慢移动，聪明的古人以此来显示时刻．
本节课学习有关投影的知识．
二、合作探究
探究点一：平行投影
【类型一】判断影子的形状
下列图形中，表示两棵小树在同一时刻阳光下的影子的图形可能是
( )
解析：选项 A.影子平行，且较高的树的影子长度大于较低的树的影子，正确；选项B.影子的方向不相同，错误；选项C.影子的方向不相同，错误；选项D.不同树高与影子是成正比的，较高的树的影子长度小于较低的树的影子，错误．故选A.
方法总结：平行投影特点：在同一时刻，不同物体的影子同向，且不同物体的物高和影长成比例．
【类型二】平行投影作图
在某一时刻，操场上有三根测杆，如图所示，其中测杆AB的影子为BC，
你能画出测杆MN的影子NP吗？若测杆XY的影子的顶端恰好落在点B处，且XY ＝MN，你能找出XY所在的位置吗？请将上述问题画在下面的示意图中，并简述画法．
解析：过物体顶点作光线的平行线得到物体的平行投影，再根据平行投影中物体与投影面平行时的投影是全等的可找到XY的位置．
解：连接AC，过点M作MP∥AC交NC于点P，则NP为MN的影子．过点B作BX∥AC，且BX＝MP，过X作XY⊥NC交NC于点Y，则XY即为所求．方法总结：先根据物体投影确定光线，然后利用两个物体的顶端和各自影子的对应点的连线是一组平行线，过物体顶端作平行线与地面相交，从而确定影子．【类型三】平行投影的相关计算
李航想利用太阳光测量楼高．他带着皮尺来到一栋楼下，发现对面墙
上有这栋楼的影子，针对这种情况，他设计了一种测量方案，具体测量方法如下：如示意图，李航边移动边观察，发现站到点E处时，可以使自己落在墙上的影子与这栋楼落在墙上的影子重叠，且高度恰好相同．此时，测得李航落在墙上的影子高度CD＝1.2m，CE＝0.6m，CA＝30m(点A、E、C在同一直线上)．已知李航的身高EF是1.6m，请你帮李航求出楼高AB.
解析：过点D作DN⊥AB，可得四边形CDME、ACDN是矩形，即可证明
△DFM∽△DBN，从而得出BN，进而求得AB的长．
解：过点D作DN⊥AB，垂足为N，交EF于M点，∴四边形CDME、ACDN是矩形，∴AN＝ME＝CD＝1.2m，DN＝AC＝30m，DM＝CE＝0.6m，∴MF＝EF－ME＝1.6
－1.2＝0.4m.∵EF∥AB，∴△DFM∽△DBN，DM
DN
＝
MF
BN
，即
0.6
30
＝
0.4
BN
，∴BN＝20m，
∴AB＝BN＋AN＝20＋1.2＝21.2m.
答：楼高为21.2m.
方法总结：在同一时刻的物体高度与影长的关系：物体高度
物体影长
＝
另一物体的高度
另一物体的影长
.
探究点二：中心投影
【类型一】判断是否是中心投影
下面属于中心投影的是( )
A．太阳光下的树影 B．皮影戏
C．月光下房屋的影子 D．海上日出
解析：中心投影的光源为灯光，平行投影的光源为阳光与月光．在各选项中只有B选项得到的投影为中心投影．故选B.
方法总结：判断投影是中心投影的方法是看光线是否相交于一点，如果光线是相交于一点，那么所得到的投影就是中心投影．
变式训练：见《学练优》本课时练习“课堂达标训练”第6题
【类型二】判断影长的情况
晚上小亮在路灯下散步，在小亮从远处走到灯下，再远离路灯这一过
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
解析：晚上小亮在路灯下散步，当小亮从远处走到灯下的时候，他在地上的影子由长变短，当他再远离路灯的时候，他在地上的影子由短变长．故选B.
方法总结：中心投影的光线特点是从一点出发的投射线．物体与投影面平行时的投影是放大(即位似变换)的关系．
【类型三】 中心投影作图
如图是小明与爸爸(线段AB )、爷爷(线段CD )在同一路灯下的情景，粗
线分别表示三人的影子．请根据要求，进行作图(不写画法，但要保留作图痕迹)．
(1)画出图中灯泡所在的位置；
(2)在图中画出小明的身高．
解析：(1)利用中心投影的图形的性质连接对应点得出灯泡位置即可；(2)根据灯泡位置即可得出小明的身高．
解：(1)如图所示：O 即为灯泡的位置；
(2)如图所示：EF 即为小明的身高．
方法总结：连接物体和它影子的顶端所形成的直线必定经过点光源．
【类型四】 中心投影的相关计算
如图，王华晚上由路灯A 下的B 处走到C 处时，测得影子CD 的长为1m ，
继续往前走3米到达E 处时，测得影子EF 的长为2m ，已知王华的身高是1.5m ，求路灯A 的高度AB .
解析：根据在同一时刻物高和影长成正比，即在同一时刻的两个物体，影子，经过物体顶部的光线三者构成的两个直角三角形相似解答．
解：当王华在CG 处时，Rt △DCG ∽Rt △DBA ，即
CD BD ＝CG AB ；当王华在EH 处时，Rt △FEH ∽Rt △FBA ，即EF BF ＝EH AB ＝CG AB ，∴CD BD ＝EF BF
.∵CG ＝EH ＝1.5m ，CD ＝1m ，CE ＝
3m，EF＝2m，设AB＝x，BC＝y，∴
1
y＋1
＝
2
y＋5
，解得y＝3，经检验y＝3是原方
程的根．∵CD
BD
＝
CG
AB
，即
1.5
x
＝
1
4
，解得x＝6m.即路灯A的高度AB＝6m.
方法总结：解题的关键是利用中心投影的特点可知在这两组相似三角形中有一组公共边，利用其作为相等关系求出所需要的线段，再求公共边的长度．
三、板书设计
1．平行投影的定义及应用；
2．中心投影的定义及应用．
教学反思
本节以自主探索、合作交流为设计主线，从皮影戏、手影、日晷等学生熟悉的生活实际出发，引入物体投影的相关概念，通过观察图片等活动，使学生认识中心投影和平行投影的区别与联系，加强主动学习数学的兴趣，体现数学的应用价值.