旋转(顺/逆时针 90°)

基础

图形绕一点转 90°,方向改变。

适合:小五数学 · 单元:图形与空间 · 建议学习路径第 16/36 课

学完呢课,你会识:
  • 讲旋转要讲齐:中心、方向、角度
  • 顺时针跟钟行:上转 90° 到右
  • 逆时针倒转行:上转 90° 到左
数学Mathematics

1重点摘要 Summary

图形绕一点转 90°,方向改变。

2生字卡 Vocabulary

R
Rotation旋转

图形绕住一点转动。

C
Clockwise顺时针

和钟行方向一样:上 → 右 → 下 → 左。

A
Anticlockwise逆时针

和钟方向相反:上 → 左 → 下 → 右。

C
Centre of rotation旋转中心

转动那时固定不动那点。

R
Right angle (90°)直角(90°)

四分一转这么多。

D
Direction方向

顺时针定逆时针,一定要讲明。

O
Orientation朝向

图形转完指向改变,但形状大小不变。

Q
Quarter turn四分一转

90° 就是转四分一个圈。

3逐步讲解 Steps

  1. 第1步:旋转的三个要素描述一次旋转要讲清楚三件事:绕著哪一点转,这是旋转中心;向哪个方向转,顺时针或逆时针;转多少度,例如 90°。为什么三个要素缺一不可?因为少说任何一件,图形的新位置都不能确定:不说中心,不知道绕哪里转;不说方向,顺时针与逆时针结果不同;不说角度,不知道转多少。例如「把三角形绕点 O 顺时针旋转 90°」是完整描述,只说「旋转 90°」就不完整。常见错法:描述时漏掉旋转中心,或者忘记写方向;做题之前先检查三个要素是否齐全,就像写地址要有街名、座数、楼层三项一样。
  2. 第2步:顺时针 90°顺时针就是时钟指针行走的方向。一个向上的箭嘴顺时针转 90°,就像时钟的分针由 12 走到 3,结果变成向右。按这个次序记:向上转成向右,向右转成向下,向下转成向左,向左转成向上。为什么用时钟记忆最可靠?因为时钟人人都熟悉,钟面上 12 到 3 正好是四分之一圈,对应 90°,想像指针行走,方向立刻清楚。例如分针由指 3 走到指 6,同样是顺时针转了 90°。常见错法:分不清顺时针与逆时针,把向上的箭嘴顺时针转成向左;判断之前先在纸上画一个小钟面,想像指针由 12 行到 3,方向就不会乱。
  3. 第3步:逆时针 90°逆时针与时钟行走方向相反,就像时钟倒行:同一个向上的箭嘴逆时针转 90°,分针由 12 倒行到 9,结果变成向左。对照记忆:向上的箭嘴顺时针转变向右、逆时针转变向左,两个方向结果不同,不能混淆。为什么要两个方向一起记?因为题目常常同时考两个方向,靠对比记忆最牢固,也方便互相检查:两个方向的转动应该得到相反的结果。例如向右的箭嘴逆时针转 90° 变成向上,顺时针转 90° 则变成向下。常见错法:读错题目,把逆时针看成顺时针,整题方向全部出错;作答之前用笔尖在图上比划一次转动方向,确认与题目一致。
  4. 第4步:相反方向互相抵消一个向右的箭嘴先顺时针转 90° 变成向下,再逆时针转 90° 又回到向右。为什么会回到原位?因为相反方向的两个 90° 旋转正好互相抵消,先转出去的量又被转回来,图形回到原位。这个特点可以用来检查旋转的结果:把答案往相反方向转一次,若不能回到原图形,中间某一步一定出错。例如向上的箭嘴逆时针转 90° 得向左,再顺时针转 90°,应该正好回到向上。常见错法:以为连续转两次之后就是 180° 的效果;其实只有方向相同时两个 90° 才合成 180°,方向相反的 90° 加 90° 等于没有转,角度相等、方向相反才会抵消。
  5. 第5步:旋转整个图形把一个开口向右的 L 形顺时针转 90°,开口变成向下,因为 L 形的每一条边都同时转了 90°,整个图形一起转动。为什么只改变方向不改变形状?因为旋转时图形上每一点都绕同一个中心转过同样的角度,任意两点之间的距离不变,所以边长、角度与大小全部保持原样,转出来的图形与原来的完全一样,只是朝向不同。例如一个长 3 格、宽 2 格的长方形,旋转 90° 之后变成长 2 格、宽 3 格的摆放方向,但仍然是同一个长方形。常见错法:旋转后把图形画变形,边长对不上原图;在方格纸上逐条边数格检查,确保每一条边的长度都不变。
  6. 第6步:动手验证动手操作是最好的验证方法:用笔尖按住图形的一个角作为旋转中心,把纸张顺时针转四分之一圈,看看图形变成什么方向;再向相反方向转,比较两次的结果。为什么动手比想像可靠?因为旋转是空间运动,单靠脑海想像容易混淆方向,亲手转一转,顺时针与逆时针的区别一目了然,而且印象深刻、容易记住。例如把一本书绕一角顺时针转 90°,再逆时针转 90°,观察它正好回到原位。常见错法:操作时按住的手指移动了位置,旋转中心变了,结果跟着出错;整个过程中针尖或笔尖必须牢牢按住同一点,这正是旋转中心的意义。

4图解 Diagrams

旋转 90° Rotation原 Up顺 CW逆 CCW90°顺时针 = 跟时针同一方向(向右) 逆时针 = 跟时针相反(向左)
图 1:旋转 90°

5例题示范 Example

例题:一个箭嘴向上(指向北),顺时针转 90° 之后指向哪里?接着再逆时针转 90°,又指向哪里?

  1. 第一步:顺时针 90°,就像钟面由 12 行到 3,方向由北变成东,箭嘴指向右。
  2. 第二步:再逆时针 90°,时钟由 3 倒行回 12,方向由东变回北。
  3. 检查:顺时针 90° 加逆时针 90°,方向相反、角度相同,正好互相抵消。
  4. 用钟面验证:12 到 3 是顺时针,3 倒回 12 是逆时针,两步的判断都正确。
  5. 答案:箭嘴顺时针转 90° 之后指向东(即右边),再逆时针转 90° 之后回到北(即原来的方向)。顺时针 90° 与逆时针 90° 方向相反,正好互相抵消,所以图形转了一个来回又回到原位。用钟面 12 到 3 以及 3 回 12 的走向验证,两步的结果都正确。

6常见错误 Mistakes

✗ 顺逆方向调转:顺时针 90° 以为箭嘴向左。
✓ 顺时针跟钟行:上 → 右(12 → 3)。
✗ 不理旋转中心,图形成个飞了去第度。
✓ 中心点固定不动,图形绕住它转。
✗ 90° 当 180° 转:向上转完当向下。
✓ 90° 是四分一转:向上 → 向右;180° 先是向上 → 向下。
✗ 以为图形转完会变形。
✓ 旋转只改朝向,形状大小完全不变。

75 题快测 Quick check

Q1顺时针是哪个方向行?

Q2向上箭嘴顺时针转 90°,指边?

Q3向上箭嘴逆时针转 90°,指边?

Q490° 是整个圈的几分之几?

Q5图形旋转之后,形状和大小会不会变?

8重点回顾 Recap

  • 讲旋转要讲齐:中心、方向、角度
  • 顺时针跟钟行:上转 90° 到右
  • 逆时针倒转行:上转 90° 到左
  • 90° = 四分一转 = 一个直角
  • 旋转不会改变图形的形状和大小

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