如图,一个"凸轮"放置于直角坐标系 $x$ 轴上方,其"底端"落在原点处,一顶点及中心在 $y$ 轴正半轴上,它的外围由以正三角形的顶点为圆心,以正三角形的边长为半径的三段等弧组成.今使"凸轮"沿 $x$ 轴正向滚动前进,在滚动过程中,"凸轮"每时每刻都有一个"最高点",其中心也在不断移动位置,则在"凸轮"滚动一周的过程中,将其"最高点"和"中心点"所形成的图形按上下放置,应大致为 \((\qquad)\)
A:
B:
C:
D:
【难度】
【出处】
2011年高考江西卷(文)
【标注】
  • 方法
    >
    思考方式
    >
    运动的分解与合成
【答案】
A
【解析】
凸轮的滚动实际上由交替的滚动(接触点不断变化)和转动(接触点不变)形成.滚动的部分如图.注意若不考虑其中的平动,只考虑转动(事实上,滚动就是平动与转动的合成),则旋转的中心为与 $x$ 轴接触的弧对应的圆心.转动的部分如图.注意转动的中心为与 $x$ 接触的凸轮内正三角形的顶点.经过分析可知任何时候凸轮的宽度均相等,且其中心离 $x$ 轴的距离在正三角形的内切圆半径和外接圆半径之间周期变化,且在初始位置时取得最小值,如图.这样就可得到了正确答案是 A.事实上,这个凸轮就是著名的“勒洛三角形”.
题目 答案 解析 备注
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