内容正文:
课时目标
5.5 三角函数模型的简单应用 (强基课—梯度进阶式教学)
1.了解生活中具有周而复始、循环往复特点的现象.
2.通过构建三角函数模型,尝试解决物理、生活中的简单问题.
描点、连线,图象如图实线部分所示.
(2)小球上升到最高点和下降到最低点时的位移分别是4 cm和-4 cm.
(3)因为振动的周期是π,所以小球往复振动一次所用的时间是π s.
[方法技巧]
处理物理学问题的策略
(1)常涉及的物理学问题有单摆、光波、电流、机械波等,其共同的特点是具有周期性.
(2)明确物理概念的意义,此类问题往往涉及频率、振幅等概念,因此要熟知其意义并与对应的三角函数知识结合解题.
答案:B
[方法技巧] 解三角函数应用问题的基本步骤
[针对训练]
健康成年人的收缩压和舒张压一般为120~140 mmHg和60~90 mmHg.心脏跳动时,血压在增加或减小.血压的最大值、最小值分别称为收缩压和舒张压,血压计上的读数就是收缩压和舒张压,读数120/80 mmHg为标准值.记某人的血压满足函数式p(t)=25sin 160πt+115,其中p(t)为血压(mmHg),t为时间(min),试回答下列问题:
(1)求函数p(t)的周期;
(2)求此人每分钟心跳的次数;
(3)求出此人的血压在血压计上的读数,并与正常值比较.
题型(三) 数据拟合模型的应用
[典例] 下表所示的是某地2001~2023年的月平均气温(华氏度).
月份 1 2 3 4 5 6
平均气温 21.4 26.0 36.0 48.8 59.1 68.6
月份 7 8 9 10 11 12
平均气温 73.0 71.9 64.7 53.5 39.8 27.7
以月份为x轴,x=月份-1,平均气温为y轴建立平面直角坐标系.
(1)描出散点图,并用正弦曲线去拟合这些数据;
(2)这个函数的周期是多少?
(3)估计这个正弦曲线的振幅A;
(4)下面四个函数模型中哪一个最适合这些数据?
[解] (1)根据表中数据画出散点图,并用曲线拟合这些数据,如图所示.
(3)∵2A=最高气温-最低气温=73.0-21.4=51.6,
∴A=25.8.
[方法技巧]
处理曲线拟合与预测问题的一般步骤
(1)根据原始数据绘出散点图.
(2)通过观察散点图,画出与其“最贴近”的直线或曲线,即拟合直线或拟合曲线.
(3)根据所学函数知识,求出拟合直线或拟合曲线的函数解析式.
(4)利用函数解析式,根据条件对所给问题进行预测和控制,以便为决策和管理提供依据.
[针对训练]
1.一物体相对于某一固定位置的位移y(cm)和时间t(s)之间的一组对应值如下表所示,则可近似地描述该物体的位移y和时间t之间的关系的一个三角函数式为 .
t 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
y -4.0 -2.8 0.0 2.8 4.0 2.8 0.0 -2.8 -4.0
2.下表中给出了在24小时期间人的体温的变化(从夜间零点开始计时):
时间/时 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
温度/℃ 36.8 36.7 36.6 36.7 36.8 37 37.2 37.3 37.4 37.3 37.2 37 36.8
(1)作出这些数据的散点图;
(2)选用一个三角函数来近似描述这些数据.
解:(1)散点图如图所示.
“课时跟踪检测”见“课时跟踪检测”(五十五)
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“阶段质量评价(五) 三角函数”
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题型(一) 三角函数在物理中的应用
函数y=Asin(ωx+φ),A>0,ω>0中参数的物理意义
(1)x表示时间,y表示相对于平衡位置的偏离.
(2)A:物体运动时离开平衡位置的最大距离,称为振幅.
(3)T:T=,它表示往复运动一次所需的时间,称为周期.
(4)f:f==,它表示物体在单位时间内往复运动的次数,称为频率.
(5)ωx+φ:称为相位;φ:当x=0时的相位,称为初相位.
[典例] 已知弹簧上挂着的小球做上下振动时,小球离开平衡位置的位移s(cm)随时间t(s)的变化规律为s=4sin,t∈[0,+∞).用“五点法”画出这个函数的简图,并回答下列问题.
(1)小球在开始振动(t=0)时的位移是多少?
(2)小球上升到最高点和下降到最低点时的位移分别是多少?
(3)经过多长时间小球往复振动一次?
[解] 列表如下:
t
-
2t+
0
π
2π
sin
0
1
0
-1
0
s
0
4
0
-4
0
(1)将t=