内容正文:
第二十四章 圆
专题训练(九) 求图形滚动的路径长 与求阴影部分的面积
利用弧长公式求图形滚动的路径长
1.如图,正六边形ABCDEF是边长为2 cm的螺母,点P是FA延长线上的点,在A,P之间拉一条长为12 cm的无伸缩性细线,一端固定在点A,握住另一端点P拉直细线,把它全部紧紧缠绕在螺母上(缠绕时螺母不动),则点P运动的路径长为( )
A.13π cm B.14π cm
C.15π cm D.16π cm
B
2.如图,半径为5的半圆的初始状态是直径平行于桌面上的直线b,然后把半圆沿直线b进行无滑动滚动,使半圆的直径与直线b重合为止,则圆心O运动路径的长度等于 .
5π
3.如图,矩形ABCD中,AB=4,BC=3,边CD在直线l上,将矩形ABCD沿直线l作无滑动翻滚,当点A第一次翻滚到点A1位置时,求点A经过的路线长.
解:如图,
由A″C1=eq \r(32+42)=5,则eq \x\to(AA′)=eq \f(90π×3,180)=eq \f(3,2)π,
π×4,180)INCLUDEPICTURE"AA.TIF"
==2π,=eq \f(90π×5,180)=eq \f(5,2)π,则点A第一次翻滚到点A1位置时,经过的路线长为eq \x\to(AA′)++=eq \f(3,2)π+2π+eq \f(5,2)π=6π.
4.如图,把Rt△ACB的斜边AB放在定直线l上,按顺时针方向在l上转动两次,使它转到△A″B′C′的位置.设BC=1,∠A =30°,则顶点A运动到点A″的位置时.
(1)求点A经过的路线长是多少?
(2)点A所经过的路线与l所围成的图形
的面积是多少?(计算结果不取近似值)
解:(1)∵∠A=30°,∴∠ABC=∠A′BC′=60°,AB=2,AC=eq \r(3),∴∠ABA′=120°,∴lAA′=eq \f(120π×2,180)=eq \f(4,3)π,
lA′A″=eq \f(90π×\r(3),180)=eq \f(\r(3),2)π,
∴点A经过的路线长为eq \f(4,3)π+eq \f(\r(3),2)π=eq \f(8+3\r(3),6)π;
(2)S扇形 ABA′ =eq \f(120π,360)×22=eq \f(4,3)π,
S扇形A′C