【项目式学习】项目主题:车轮的形状
项目背景:在学习完圆的相关知识后,九年级某班同学通过小组合作方式开展项目式学习,深入探究车轮制作成圆形的相关原理.
【合作探究】
(1)探究组:车轮做成圆形的优点是:车轮滚动过程中轴心到地面的距离始终保持不变.另外圆形车轮在滚动过程中,最高点到地面的距离也是不变的.如图1,圆形车轮半径为 , 其车轮最高点到地面的距离始终为______;
(2)探究组:正方形车轮在滚动过程中轴心到地面的距离不断变化.如图2,正方形车轮的轴心为 , 若正方形的边长为 , 车轮轴心距离地面的最高点与最低点的高度差为______;
(3)探究组:如图3,有一个正三角形车轮,边长为 , 车轮轴心为(三边垂直平分线的交点),车轮在地面上无滑动地滚动一周,求点经过的路径长.
探究发现:车辆的平稳关键看车轮轴心是否稳定,即车轮的轴心是否在一条水平线上运动.
【拓展延伸】
如图4,分别以正三角形的三个顶点 , , 为圆心,以正三角形的边长为半径作圆弧,这样形成的曲线图形叫做“莱洛三角形”.“莱洛三角形”在滚动时始终位于一组平行线之间,因此放在其上的物体也能够保持平衡,但其车轴中心并不稳定.
(4)探究组:使“莱洛三角形”以图4为初始位置沿水平方向向右滚动.在滚动过程中,其“最高点”和“车轮轴心”均在不断移动位置,那么在“莱洛三角形”滚动一周的过程中,其“最高点”和“车轮轴心”所形成的图形按上、下放置,应大致为______.