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五年级上册 · 第四单元 图形的运动 · 单元首页

图形的运动

在方格纸上掌握轴对称、平移与旋转三种图形运动,利用平移“割补转化”求不规则图形面积。

三种运动一张图看清

这个单元我们把图形在方格纸上的三种运动——轴对称、平移、旋转学全了。先看同一面小旗在三种运动下分别有什么特点:

① 轴对称(对折重合) l P P′ 对应点连线垂直于对称轴 到对称轴的距离相等 ② 平移(沿直线移动) 5格 对应点方向相同、格数相等 图形朝向不变 ③ 旋转(绕一个点转) 90° O 绕同一点、同方向、同角度 图形朝向变了 共同点:三种运动后, 图形的形状、大小都不变
轴对称与平移:轴对称图形沿对称轴对折后两边完全重合,对应点到对称轴的距离相等;平移时所有点沿同一方向移动同样格数,图形朝向不变。
旋转三要素与转化求面积:说清旋转一定要讲明绕哪个点、顺时针还是逆时针、旋转多少度(本单元重点画 90°)。利用平移“形状、大小不变”,还可以把不规则曲边图形拼成长方形求面积。

动手试:在方格纸上玩转三种运动

点下面的按钮,试试把小旗平移、顺时针旋转 90°或做镜像(轴对称),观察每次运动后小旗的形状、大小和朝向:

三个最容易踩的“坑”

✗ 错法 1:补全轴对称画成平移画另一半时顺着原来的方向“照抄”过去,对折后一远一近合不上。
✓ 正解 1:找关键点,等距点出对应点一格一格数关键点到对称轴有几格,在对称轴另一侧同一行(或同一列)数同样格数点出对应点,再连线。
✗ 错法 2:平移格数数中间的空格看两个图形之间隔了 3 个空格,就说平移了 3 格,漏掉了图形自身的宽度。
✓ 正解 2:盯住一对对应点来数选一个最好认的顶点(如旗杆底端),数这个点从原位置沿着方格线走到新位置一共跨过了几格。
✗ 错法 3:按“往左/往右”猜顺逆时针看到图形往左摆就猜逆时针,或者画旋转 90° 时把斜边直接平着搬过去。
✓ 正解 3:把绕的点想成钟面中心先找准绕哪个点转,顺着指针走(12→3→6→9)是顺时针,反着走是逆时针;先转与该点相连的两条边(转 90° 后互相垂直),最后连第三边。

单元闯关(共 10 题)

把本单元的轴对称、平移、割补求面积、旋转和图案设计一次闯过关!

直接用

A A′ 中间隔4格

第 1 题:看上方方格图,虚线小旗(宽 2 格)向右平移到实线小旗的位置,两面小旗之间隔了 4 个空格。小旗向右平移了多少格?

平移要看对应点移动的格数。小旗宽2格,中间空4格,对应的旗杆从A到A′要向右走2+4=6格。不能只数空格。
l A A′ B B′ 3格 3格 2格 3格

第 2 题:如图,上面一对顶点 A、A′ 到竖直虚线 l 的距离都是 3 格;下面左边的顶点 B 到虚线 l 是 2 格,右边的顶点 B′ 到虚线 l 是 3 格。虚线 l 是这个图形的对称轴吗?

沿对称轴对折,整个图形都要重合。B到虚线是2格,B′到虚线是3格,距离不同,对折后不能重合。所以这条虚线不是对称轴。

第 3 题:钟面上分针绕中心点 O 顺时针旋转:从“12”走到“3”旋转了 90°(走过 3 个大格)。那么分针从“12”顺时针走到“6”,一共走过 6 个大格,旋转了多少度?(只填数字)

从12顺时针到3转90°,再到6又转90°,合起来90°+90°=180°,是半圈。

容易错

第 4 题:在方格纸上,竖直虚线 l 是对称轴。左半边有一条斜线段 AB:点 A 在虚线 l 左边 1 格(第 2 行),点 B 在虚线 l 左边 4 格(第 5 行)。补全右半边的对应线段 A′B′ 时,点 A′ 和点 B′ 应该点在哪里?

竖直对称轴两侧的对应点在同一行,到轴距离相等。A′应在右边1格、第2行,B′应在右边4格、第5行,然后连接两点,选B。
O A(右3格) B(上2格)

第 5 题:如图,直角三角形 OAB 中,点 O 不动,直角边 OA 从点 O 向右画 3 格,直角边 OB 从点 O 向上画 2 格。把三角形 OAB 绕点 O 逆时针旋转 90° 后,两条直角边 OA′、OB′ 应该怎么画?

绕O逆时针转90°,向右变成向上,向上变成向左,边长不变。因此OA′向上3格,OB′向左2格,再连接A′B′,选C。
凸出2cm 长方形的长 8 cm 宽 5 cm (从最左端到最右端总宽 10 cm)

第 6 题:如图,这个曲边图形左边凸出一个半圆(宽 2 cm),右边凹进一个同样大小的半圆。如果从最左端量到最右端总宽是 10 cm,把左边的半圆向右平移补到右边后,正好拼成一个长 8 cm、宽 5 cm 的长方形。这个曲边图形的面积是多少平方厘米?(只填数字)

把左边凸出的半圆向右平移,正好填入右边同样大小的凹口。平移只改变位置,面积没有变,所以原曲边图形的面积等于拼成的长方形面积。最左到最右的10厘米含左侧凸出的2厘米,拼成的长方形长为10−2=8厘米,宽为5厘米,因此面积是8×5=40平方厘米,填40。不能直接算10×5,因为10厘米不是拼成长方形后的长。

第 7 题:小区门口的道闸杆左端固定在点 O,原来水平向右放着(指向钟面“3”的方向)。一辆车开过来,道闸杆绕点 O 向上抬起 90° 到竖直位置(指向钟面“12”的方向)。道闸杆刚才是怎样旋转的?

O固定不动,杆从钟面3的方向抬到12的方向,和钟表指针转动的方向相反。它绕O逆时针转了90°,不是平移。

第 8 题:方格纸上,图形②在图形①的右下方:从图形①的顶点 A 先往右数 5 格、再往下数 3 格,正好到达图形②的对应顶点 A′。下面哪种说法能把图形①准确移到图形②的位置?

平移时,图形上的每个点都要向相同的方向移动相同的距离。从A到A′,横着需要向右移动5格,竖着需要向下移动3格。因此,可以先向右平移5格,再向下平移3格;也可以先向下平移3格,再向右平移5格,两种顺序都到达图形②,选B。A只说“向右下斜着平移5格”,没有说清横着5格、竖着3格这两个移动量。C的每次移动都从图形①的原位置出发:一次只到右边,另一次只到下边,两次没有接着走,都不能到达右下方图形②的位置。

想一想

第 9 题:拼图游戏里,直角三角形卡片甲要移到右边 4 格的卡片乙位置,而且乙比甲绕直角顶点顺时针转了 90°。下面关于卡片甲移到卡片乙的说法,哪一个是正确的?

既要右移4格,也要顺时针转90°。先平移再绕移后的直角顶点旋转,或先绕原直角顶点旋转再平移,都能到目标。两次旋转用的是卡片当时的直角顶点,所以选C。

第 10 题:笑笑用 1 个三角形作为基本图形,绕中心点 O 每次顺时针旋转 90°,画出了一个由 4 个三角形组成的风车图案(原来的第 1 个三角形已经在纸上了)。要补齐剩下的 3 个三角形,基本图形一共需要连续旋转几次?

原来已有第1个三角形。每转90°补一个,转1次补第2个,转2次补第3个,转3次补第4个。因此还需连续旋转3次。

图形的运动,往下还能帮我们做什么?

  • 本册第六单元“多边形的面积”:我们会用平移和旋转把平行四边形剪拼成长方形,用两个完全一样的三角形或梯形旋转、平移拼成平行四边形。因为图形在运动中形状、大小都不变,面积自然也不变!在综合实践“有趣的密铺”里,我们还会用平移和旋转拼出无缝隙的密铺图案。
  • 六年级上册“确定位置”与“圆”:我们会学习用一对数表示方格纸上点的位置,看看图形左右、上下平移后各顶点的位置有什么变化规律;还会在认识圆和扇形时,发现圆有无数条对称轴、扇形有 1 条对称轴。
  • 到了初中:我们会研究朝任意方向的平移、关于任意一条直线对称的两个图形,以及绕任意点旋转任意角度,发现它们都是“全等变换”。

本单元 7 节分课复习

哪一节还想再练一练?点下面的卡片就能直接进入:

  • 4.1 轴对称 —— 认识对称轴,用“找关键点 → 数格点对应点 → 顺次连线”补全轴对称图形。
  • 4.2 平移 —— 盯住对应点数平移格数,按“选点 → 移点 → 连线”画平移后的图形。
  • 4.3 用平移求面积 —— 用“割 → 移 → 补”把曲边图形或带小路的草坪转化成长方形求面积。
  • 4.4 认识旋转 —— 掌握旋转三要素(绕哪个点、顺/逆时针、旋转角度 90° 与 180°)。
  • 4.5 画旋转后的图形 —— 先转与固定点相连的边,再定其余顶点并连线。
  • 4.6 平移和旋转拼图案 —— 分步说清卡片从原位置到目标位置的平移与旋转过程。
  • 4.7 设计图案 —— 找出基本图形,用轴对称、平移或旋转设计美丽图案。