内容正文:
第20章 解直角三角形
20.5 测量与计算
(第2课时)坡度与坡角
九年级上册 数学(北京版)
学习目标
本课要解决的问题
会说
理解坡度、坡角及其联系。
会做
能区分水平宽度、铅直高度和坡长。
会解释
能分解隧道或堤坝截面中的直角三角形。
复习引入
怎样表示坡面的陡缓
情境
两条坡面看起来一陡一缓。
思考
怎样用一个数准确描述倾斜程度?
连接
把铅直升高与水平前进的距离作比。
知识讲授
坡度的定义
我们通常把坡面的铅直高度和水平宽度的比叫做坡度(或坡比),用字母表示,即。
分母是水平宽度,不是沿坡面行走的长度。
坡度是比值,没有长度单位。
α
h
l
知识讲授
怎样读1:m
比的顺序
表示铅直高度1份对应水平宽度m份。
转成分数
;相同高度下,m越大,坡越缓。
随堂探究
探究 读懂坡度1:2
坡度为1:2,水平前进10 m时升高多少米?
答:5 m。
解
。
。
方法:先把实际条件画进直角三角形
注意:区分水平距离、斜线长度与竖直高度
知识讲授
坡度与坡角
如果把坡面与水平面的夹角记为(叫做坡角),那么坡度等于坡角的正切值,即。
坡度越大,坡角就越大,坡面也就越陡。
坡度是比值,坡角是角度,不能混为一谈。
随堂探究
探究 45°坡角的坡度
坡角为45°,坡度是多少?若坡度为1,坡角是多少?
答:坡度1:1;坡角45°。
解
。
锐角正切值确定对应坡角。
方法:先把实际条件画进直角三角形
注意:区分水平距离、斜线长度与竖直高度
知识讲授
高度、宽度与坡长
两直角边
铅直高度、水平宽度是直角边。
斜边
坡长。
三角函数
,。
α
h
l
随堂探究
探究 坡度不是升高除以坡长
坡面高3 m、水平宽4 m,求坡度和坡长。
答:坡度3:4,坡长5 m。
解
。
。
方法:先把实际条件画进直角三角形
注意:区分水平距离、斜线长度与竖直高度
知识讲授
隧道模型怎样拆分
同一高度
从山顶向水平隧道作垂线,把山体截面分成两个直角三角形。
先易后难
由右侧斜边与角求共同高度,再用左侧坡度求水平宽度。
例题讲解
例 2
铁路穿山,在山腰处开凿水平隧道。西山坡坡度,从山顶看的俯角60°,。求长(精确到0.1 m)。
答:约61.2 m。
解
作,,。
,。
方法:先求共同高,再把两段水平宽度相加
注意:1:0.6意味着水平宽度是高度的0.6倍
随堂探究
探究 例2变式:改坡度
若共同高仍为 m,右侧水平宽30 m,左坡改为1:1,隧道长是多少?
答: m,约82.0 m。
解
坡度1:1,左侧宽等于高。
左右宽度相加。
方法:先把实际条件画进直角三角形
注意:区分水平距离、斜线长度与竖直高度
随堂探究
探究 坡度比较
坡度1:0.6与1:2,哪一侧更陡?
答:1:0.6更陡。
解
两个比值分别为与。
正切值较大,对应坡角较大。
方法:先把实际条件画进直角三角形
注意:区分水平距离、斜线长度与竖直高度
知识讲授
堤坝的梯形截面
三部分宽度
底宽=左坡水平宽+堤顶宽+右坡水平宽。
共同高度
两侧坡面的铅直高度都等于堤高。
课堂练习
练习1
有一段防洪大堤,横断面为梯形。根据图示数据,求堤底宽、坡角、坡角(角度精确到1°)。
答:;,。
解
左坡、高4,故左宽;右坡1:2,右宽。
;,。
方法:分别求两侧水平投影与坡角
注意:图中5 m是左坡长,4 m是堤高
随堂探究
探究 练习变式:只改堤顶宽
上题堤顶由2.5 m改为4 m,两侧坡形与高度不变,底宽是多少?
答:15 m。
解
两侧水平宽仍为3 m和8 m。
。
方法:先把实际条件画进直角三角形
注意:区分水平距离、斜线长度与竖直高度
随堂探究
探究 核验两个坡角
为什么上题左坡角大于右坡角?
答:左坡度大于右坡度。
解
两个角都为锐角。
正切值较大对应坡角较大,与53°>27°一致。
方法:先把实际条件画进直角三角形
注意:区分水平距离、斜线长度与竖直高度
知识讲授
用计算器求坡角
已知坡度
输入正切反函数,并保持角度制。
例子
给出。
取整
精确到1°时写27°。
随堂探究
探究 求坡长的一般关系
坡度1:m、高度为h,水平宽度和坡长如何表示?
答:宽度,坡长。
解
由得。
再应用勾股定理。
方法:先把实际条件画进直角三角形
注意:区分水平距离、斜线长度与竖直高度
随堂探究
探究 一条缓坡的长度
坡度1:4,高度2 m,求水平宽度与坡长。
答:宽8 m,坡长 m。
解
水平宽度是高度的4倍。
坡长。
方法:先把实际条件画进直角三角形
注意:区分水平距离、斜线长度与竖直高度
知识讲授
坡面上行走的升高量
已知坡长
先用坡度确定直角边比例,再求斜边比例。
按比例放缩
若坡度3:4,则高、宽、坡长的比为3:4:5。
随堂探究
探究 由坡面路程求升高
坡度3:4,沿坡面走20 m,升高多少米?
答:12 m。
解
对应3:4:5直角三角形。
坡长20对应5份,每份4,升高12。
方法:先把实际条件画进直角三角形
注意:区分水平距离、斜线长度与竖直高度
课堂练习
辨析 坡度概念辨析
(1)坡度1:3表示坡角3°。
×
理由:表示高度与水平宽度之比1:3。
(2)同样高度下,水平宽度越大,坡越缓。
√
理由:高度/宽度变小。
(3)坡度可以大于1。
√
理由:高度可大于水平宽度。
方法:抓住铅直高度和水平宽度
注意:坡长不能作坡度分母
随堂探究
探究 双侧坡宽反求高度
一梯形堤顶宽4 m,堤底宽19 m,两侧坡度分别1:1和1:2,求高。
答:5 m。
解
两侧水平宽分别为h、2h。
,解得h=5。
方法:先把实际条件画进直角三角形
注意:区分水平距离、斜线长度与竖直高度
知识讲授
坡度应用的检查清单
看单位
高度与宽度先统一长度单位。
看图形
坡长是斜边,水平投影才计入底宽。
看陡缓
计算得到的坡度、坡角及图形应相互吻合。
课堂总结
坡度与坡角
识别条件
坡度是铅直高度与水平宽度之比
选择关系
,坡长用勾股定理
规范运算
先保留精确值;近似计算按题目要求取值。
检验解释
核对大小、单位与实际意义,回答完整。
特别提醒:坡比不是角度;底宽由水平投影相加。
针对训练
训练1 读比值
坡度1:5表示什么?
答:每升高1份,对应水平前进5份。
解
按高度:水平宽度解释。
方法:把数量条件写成等式,再代入求值。
注意:先确定边与角的对应关系。
针对训练
训练2 计算坡度
高4 m、水平宽10 m,求坡度。
答:2:5,即1:2.5。
解
。
方法:把数量条件写成等式,再代入求值。
注意:先确定边与角的对应关系。
针对训练
训练3 求高度
坡度1:3,水平宽12 m,求高。
答:4 m。
解
。
方法:把数量条件写成等式,再代入求值。
注意:先确定边与角的对应关系。
针对训练
训练4 求宽度
坡度1:2.5,高6 m,求水平宽。
答:15 m。
解
。
方法:把数量条件写成等式,再代入求值。
注意:先确定边与角的对应关系。
针对训练
训练5 45°坡面
坡角45°,高7 m,求水平宽。
答:7 m。
解
正切为1。
方法:把数量条件写成等式,再代入求值。
注意:先确定边与角的对应关系。
针对训练
训练6 30°坡面
坡角30°,高3 m,求水平宽。
答: m。
解
。
方法:把数量条件写成等式,再代入求值。
注意:先确定边与角的对应关系。
针对训练
训练7 求坡长
高5 m、水平宽12 m,坡长多少?
答:13 m。
解
。
方法:把数量条件写成等式,再代入求值。
注意:先确定边与角的对应关系。
针对训练
训练8 求坡角
坡度1:1,坡角多少?
答:45°。
解
。
方法:把数量条件写成等式,再代入求值。
注意:先确定边与角的对应关系。
针对训练
训练9 比较陡缓
坡度1:2与1:4,哪个更陡?
答:1:2。
解
。
方法:把数量条件写成等式,再代入求值。
注意:先确定边与角的对应关系。
针对训练
训练10 由坡长求高
坡度3:4,坡长15 m,求高。
答:9 m。
解
高与坡长比3:5。
方法:把数量条件写成等式,再代入求值。
注意:先确定边与角的对应关系。
针对训练
训练11 梯形底宽
堤高3 m、顶宽2 m,两侧坡度1:2与1:3,底宽多少?
答:17 m。
解
。
方法:把数量条件写成等式,再代入求值。
注意:先确定边与角的对应关系。
针对训练
训练12 由底宽求高
顶宽5 m、底宽17 m,两侧坡度均1:2,求高。
答:3 m。
解
。
方法:把数量条件写成等式,再代入求值。
注意:先确定边与角的对应关系。
针对训练
训练13 单位陷阱
坡高50 cm、水平宽2 m,坡度是多少?
答:1:4。
解
50 cm=0.5 m,。
方法:把数量条件写成等式,再代入求值。
注意:先确定边与角的对应关系。
针对训练
训练14 百分数表达
坡度10%表示每水平前进100 m升高多少米?
答:10 m。
解
10%=0.1=高度/水平宽度。
方法:把数量条件写成等式,再代入求值。
注意:先确定边与角的对应关系。
针对训练
训练15 应用:园路设计
需用坡度1:12的直坡连接高差0.8 m的两处平台,水平占地长度和坡长分别多少(坡长取0.1 m)?
答:水平长9.6 m,坡长约9.6 m。
解
。
。
方法:高、宽、坡长分开计算
注意:两个近似值相同不代表精确相等
针对训练
训练16 应用:堤坝核算
堤高4 m,顶宽3 m,两侧坡度1:1.5和1:2,求底宽与横断面面积。
答:底宽17 m,面积40 m²。
解
底宽。
梯形面积。
方法:先求水平宽再求截面面积
注意:面积单位为平方米
方法总结
把本课方法整理成可操作的步骤
三量分清法
(1)高与水平宽是直角边
(2)坡长是斜边,不能混作分母
截面分解法
(1)作垂线分出左右直角三角形
(2)分别计算投影后求和
$