内容正文:
第3章
对圆的进一步认识
数学(QD) · 九年级上册
3 . 6
弧长及扇形面积的计算
学习目标
1. 经历探索弧长计算公式及扇形面积计算公式的过程,培养学生的探索能力.
2. 了解弧长及扇形面积公式后,能用公式解决问题,训练学生的数学运用能力.
3 . 6 弧长及扇形面积的计算
新课导入
在生产和生活实际中,有时需要求一段弧的长度或一个扇形的面积.
我们过去学习过圆的周长公式和面积公式,怎样利用这两个公式分别推导出弧长及扇形的面积的计算公式呢?
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交流与发现
已知圆的半径为r. 思考下面的问题:
(1) 圆周上1°弧的长度是整个圆周长的多少? 怎样用圆的半径r表示1°弧的长度呢?
,
1°的圆心角所对的弧长为,即.
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(2) 由(1),怎样用圆的半径r表示 n°弧的长度l呢?
与同学交流
l=.
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(3) 在⊙O中,圆心角为1°的扇形的面积是整个圆面积的多少? 怎样用圆的半径下表示圆心角为1°的扇形的面积呢?
,
圆心角是1°的扇形面积.
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(4) 由 (3),怎样用的半径r表示圆心角为n°的扇形面积S形呢?
S扇形=.
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(5) 如果已知⊙O的半径r和扇形的弧长l,怎样用l与r表示这段弧所在的扇形的面积呢?
因为扇形的弧长 l=,所以 =lr .于是
S扇形=.
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例 1
如图3-50 所示为一段弯形管道,其中心线是一段圆弧 AB 已知AB 的圆心为O,半径OA = 60 cm,∠AOB=108°,求这段弯管的长度(精确到0.1 cm ).
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解:由图3-50可知,n=108°,r=60 cm,代入弧长公式,得
l== ≈113.1 (cm)
所以,这段弯管的长度约为113.1 cm.
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例 2
如图3-51,一把扇形纸扇完全打开后,外侧两竹条AB与AC的夹角为 120°,AB的长为30 cm,竹条AB上贴纸部分BD的宽为20 cm.
求扇子的一面上贴纸部
分的面积(精确到0.1 cm2).
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解:由图3-51可知,扇形的圆心为A,圆心角n=120°,AB=30 cm,BD=20 cm,图上贴纸部分的面积等于两个扇形面积的差.由扇形的面积公式,贴纸部分的面积为
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S扇形BAC-S扇形DAE
=-
= -
=π( 302 - 102) ≈837.8 (cm2)
所以,扇子的一面上贴纸部分的面积约为837.8 cm2.
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挑战自我
已知扇形AOB的半径为r,∠AOB=90°,以弦AB为直径作半圆,得到图 3-52. 你会求图中“新月形”(阴影部分)的面积吗?试一试.
会
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智趣园
计算花瓶形的面积
4个半径为1 cm 的等圆的位置如图 3-53 所示,其中阴影部分酷似一个花瓶的纵断面(不妨称其为花瓶形 ).你会计算这个花瓶形的面积吗?
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方法一:将图3-54左图的花瓶形沿图中的虚线剪成四块,可以拼成右图的正方形.
因此,所求的花瓶形的面积等于所拼成的正方形的面积.因为正方形的边长等于等圆的半径的2倍,即2cm,所以这个花瓶形的面积为2×2=4(cm2).
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方法二:将图3-55 左图中的花瓶形沿图中的虚线剪成4块,也可以拼成右图的正方形,你能说出这时正方形的边长2是怎样求出的吗?
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方法三:将图3-56 左图的花瓶形沿图中的虚线剪成 3块,也能拼成右图的正方形,想一想,这时正方形的边长是怎样算出的?
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图 3-57 是另外一种计算方法的示意图,请按照图示求出花瓶形的面积.
除了上述四种方法外,你还能想出求花瓶形面积的其他方法吗?
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练 习
1. 如图,桥拱的形状是一段圆弧,桥拱 的度数是
90°,半径 OA为 30 m.
求桥拱 的长(精确到0.1m).
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