2025年优佳学案(云南)八年级数学上册人教版第28页答案
【例1】通过悬挂实验,找出下列形状的匀质薄板的重心(用点$P$表示)位置.

答案

对于通过悬挂实验找匀质薄板的重心位置,根据物体重心与悬挂法找重心位置的原理,具体步骤如下:
1. 对于三角形薄板:
用细线悬挂三角形薄板的一个顶点,待薄板静止时,通过悬挂点的竖直方向就是重心所在直线。
重复上述步骤,换另一个顶点进行悬挂,得到另一条竖直直线。
两条竖直直线的交点即为三角形匀质薄板的重心$P$,重心位置在三角形的三条中线的交点处(即三角形的重心)。
2. 对于矩形薄板:
用细线悬挂矩形薄板的一个顶点,待薄板静止时,通过悬挂点的竖直方向就是重心所在直线。
换另一个顶点进行悬挂,得到另一条竖直直线。
两条竖直直线的交点即为矩形匀质薄板的重心$P$,重心位置在矩形的两条对角线交点处。
3. 对于平行四边形薄板:
用细线悬挂平行四边形薄板的一个顶点,待薄板静止时,通过悬挂点的竖直方向就是重心所在直线。
换另一个顶点进行悬挂,得到另一条竖直直线。
两条竖直直线的交点即为平行四边形匀质薄板的重心$P$,重心位置在平行四边形的两条对角线交点处。
综上,三角形薄板重心$P$在三条中线的交点处;矩形薄板重心$P$在两条对角线交点处;平行四边形薄板重心$P$在两条对角线交点处。
1. 通过查资料及例1中的实验,确定下面平面图形的重心(用点$P$表示)位置.

答案

对于给出的三个平面图形,重心位置如下:
1. 对于等边三角形,重心$P$位于三条中线的交点处,即三角形的几何中心。
2. 对于正方形,重心$P$位于两条对角线的交点处,也是正方形的几何中心。
3. 对于平行四边形,重心$P$位于两条对角线的交点处,也是平行四边形的几何中心。
在每个图形中,用点$P$标记上述对应的位置。
【例2】用一块如图的匀质薄板,通过画线分割成两部分,并找出各部分的重心位置(用点$P_{1}$和点$P_{2}$表示),再通过实验,找到整块薄板的重心位置(用点$P$表示),过两部分的重心画一条线段,你有什么发现?整块薄板的重心离哪部分的重心更近?约是这条线段的几分之几?请你再计算一下这两部分的面积及总面积,你有什么发现?

答案

1. 分割方式:将薄板分割为两个矩形,下部矩形(部分1:长30cm,宽10cm)和上部矩形(部分2:长10cm,宽10cm)。
2. 各部分重心:
部分1(矩形)重心P₁为其对角线交点(几何中心);
部分2(矩形)重心P₂为其对角线交点(几何中心)。
3. 实验发现:整块薄板的重心P在P₁P₂连线上。
4. 位置关系:整块薄板的重心P离P₁更近,约为线段P₁P₂的1/4。
5. 面积计算:
部分1面积S₁=30×10=300cm²;
部分2面积S₂=10×10=100cm²;
总面积S=300+100=400cm²。
6. 面积与重心关系:整体重心到两部分重心的距离之比等于两部分面积的反比(S₁:S₂=3:1,距离比P₁P:PP₂=1:3)。
2. 已知一个“L”形的平面图形如图,请用不同的方法,把它分割成两部分,并找出这两部分的重心位置.

答案

设“L”形图形由两个长方形组成,假设大长方形长为$a$,宽为$b$,小长方形长为$c$,宽为$d$($a>c$,$b > d$且图形组合成“L”形)。
方法一:竖直分割
将“L”形图形沿竖直方向分割为一个长为$a$,宽为$(b - d)$的长方形和一个长为$c$,宽为$d$的长方形。
对于长为$a$,宽为$(b - d)$的长方形,其重心在对角线交点处,即长$\frac{a}{2}$,宽$\frac{b - d}{2}$的位置。
对于长为$c$,宽为$d$的长方形,其重心在对角线交点处,即长(假设从左边开始量)$a - \frac{c}{2}$(这里要考虑整体位置,以左下角为原点建立坐标概念,水平方向为长),宽$(b - d)+\frac{d}{2}=b - \frac{d}{2}$的位置。
方法二:水平分割
把“L”形图形沿水平方向分割为一个长为$(a - c)$,宽为$b$的长方形和一个长为$c$,宽为$d$的长方形。
对于长为$(a - c)$,宽为$b$的长方形,其重心在对角线交点处,即长$\frac{a - c}{2}$,宽$\frac{b}{2}$的位置。
对于长为$c$,宽为$d$的长方形,其重心在对角线交点处,即长$a - \frac{c}{2}$,宽$b-\frac{d}{2}$的位置。