内容正文:
第五单元专项:扇形的面积
知识点梳理
1. 扇形的定义:由圆心角的两条半径和圆心角所对的弧围成的图形叫做扇形。
2. 圆心角:顶点在圆心的角叫做圆心角。扇形的大小与半径的长短和圆心角的大小有关。
3. 扇形面积公式:扇形面积 = 圆心角度数 ÷ 360 × 圆面积,即 (n 为圆心角度数,r 为半径,π 取 3.14)。
4. 常用圆心角与圆面积的关系:90°对应 ,60°对应 ,120°对应 ,45°对应 ,180°对应 ,270°对应 。
5. 解题关键:先确定圆心角占 360° 的几分之几(即 ),再乘整圆的面积。
6. 注意:面积结果要带平方单位(cm²、dm²、m²)。
专项练习
1.如图,已知这个扇形的弧长是15.7cm,求这个扇形的面积。
2.下图是一幅扇面画的示意图,请根据图中的信息,求它的面积。
3.计算阴影部分的面积。
4.求阴影部分的面积。
5.求下图阴影部分的面积之和。(π取3.14)
6.求阴影部分的面积。(单位:cm)
7.求图中阴影部分的面积。
8.求阴影部分面积(单位cm)。
9.如图是由一个长宽分别为8厘米和6厘米的长方形,两个半径分别为6厘米和8厘米的扇形组成,那么阴影部分的面积是多少?
10.如下图,求图中阴影部分的面积。(单位:cm)
11.如图,以三角形的三个顶点为圆心,作出了半径均为2厘米的扇形。请你求出三角形中阴影部分的面积。
12.求阴影部分的面积。(单位:厘米)
13.求下面图形阴影部分的面积。(单位:厘米)
14.计算下面图形中的阴影部分面积。(π取3.14)
15.求图中阴影部分的面积(单位:厘米)。
计算逻辑强化应用
16.除了作为食物、装饰、生产工具、交易货币以外,贝壳还用作绘画载体,承载着人们的观念与信仰。一个扇形贝壳可近似看成如图的扇形,在一面涂上颜料,涂颜料的面积是多少平方厘米?
17.如图,正方形的面积是20平方分米,则阴影部分的面积是多少平方分米?
18.刘爷爷用31.4米长的篱笆靠墙围成了一个如下图所示的扇形养羊场。这个养羊场的面积是多少平方米?
19.在某停车场的出入口有车辆出入的起落杆(如图),当车进出时这根起落杆就要完成一次升降运动。欢欢的爸爸在商场购物开车出停车场后,这时起落杆A点总共移动(完成一次升降运动)的路程是多少米?
20.新年大扫除后,妈妈想保持门口地面的整洁,发现每次开门时,门下面划过的区域很容易被踩脏。她家的门宽度是120厘米,开门的最大角度能达到90°。为了保护这个区域,妈妈打算在门划过的扇形轨迹对应的地面上铺一块地毯,这块地毯的面积是多少平方米?(π取3.14)
21.下图是汽车挡风玻璃上的雨刷装置。若雨刷左右摇摆最大角度是150°,雨刷长30厘米,那么雨刷摇摆一次刷到挡风玻璃的面积是多少?
22.李大伯的鸡圈依墙而建(如图),半径是6米。修这个鸡圈需要多长的篱笆?若要扩建这个鸡圈,把它的半径增加2米,鸡圈的面积增加了多少?
23.考古工作者在整理三燕文化遗址时,发现三件圆形瓦当的摆放位置恰好使三个圆心构成三角形,瓦当半径均为3厘米。小明观察后认为:三角形中阴影部分(三个扇形重叠区域)的面积等于半径3厘米的半圆面积。请你结合几何原理说明其中的理由。(提示:瓦当纹饰扇形的圆心角恰为三角形内角,如下图所示。)
24.如图中的三个小圆分别以三角形的三个顶点A、B、C为圆心,并且半径都是4厘米。图中阴影部分的面积之和是多少平方厘米?
25.如图,院子的两堵墙分别为7米和12米,墙外是一片草地。如果把A小羊和B小羊分别拴在图1、图2中的位置,拴A小羊的绳长5米,拴B小羊的绳长6米。哪只小羊能吃到草的面积更大一些?请想办法说明。
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参考答案
1.78.5cm2
【分析】观察图形可知,这个扇形的弧长是圆周长的;把圆的周长看作单位“1”,单位“1”未知,用这个扇形的弧长除以,求出圆的周长;
再根据圆的周长公式C=2πr,可知r=C÷π÷2,由此求出圆的半径;
根据圆的面积公式S=πr2,求出圆的面积,再乘,即是这个扇形的面积。
【详解】圆的周长:
15.7÷
=15.7×4
=62.8(cm)
圆的半径:
62.8÷3.14÷2
=20÷2
=10(cm)
扇形的面积:
3.14×102×
=3.14×100×
=78.5(cm2)
这个扇形的面积是78.5cm2。
2.593.46cm2
【分析】观察图形可知,扇面的面积等于圆环面积的,根据圆环的面积公式:S=π(R2-r2),据此代入数值进行计算即可。
【详解】3.14×[(18+12)2-122]×
=3.14×[302-122]×
=3.14×756×
=2373.84×
=593.46(cm2)
3.11.5425平方厘米
【分析】利用割补法:把两块阴影拼在一起,阴影面积=圆心角 45° 半径是9厘米的扇形面积-底为直径高为半径的等腰三角形的面积,由此计算。()
【详解】由题中图可知,半圆的直径是9厘米,半径就是9÷2=4.5(厘米)
(平方厘米)
(平方厘米)
所以(平方厘米)
4.6.435 cm2
【分析】用梯形的面积减去圆面积的即可求出阴影部分面积,从图中可知:圆的直径是6cm,梯形的上底等于圆的半径,是3cm,下底是6cm,高等于圆的半径,是3cm。梯形面积公式是:、圆面积公式是:,代入数值计算即可。
【详解】(cm),
(cm2)
5.12.56平方厘米
【分析】观察可知图形中的三角形是直角三角形,三角形内角和为180°,减去直角的90°,可得两个锐角的和为90°。这两个锐角就是两个阴影扇形的圆心角,因此两个阴影扇形的圆心角总和为90°。两个阴影扇形的半径都是4厘米,半径相同的扇形可以合并计算面积。合并后扇形的圆心角是90°,因此阴影总面积等于半径为4厘米整圆面积的。根据圆的面积公式为S=πr2代入计算。
【详解】180°-90°=90°
90°÷360°=
阴影面积之和为:
×3.14×42
=×3.14×16
=×16×3.14
=4×3.14
=12.56(平方厘米)
6.
4.56cm2
【分析】根据题意可知,组合图形中有一个直角边都是4cm的等腰直角三角形,有一个直径是4cm的半圆,还有一个半径是4cm的扇形;先用等腰直角三角形的面积减去扇形的面积,求出左边空白部分的面积,再用半圆的面积减去左边空白部分的面积,即可求出阴影部分的面积。根据半圆的面积公式,三角形的面积公式,扇形的面积公式,即可解答。
【详解】等腰直角三角形的面积:
4×4÷2=8(cm2)
半圆的面积:
3.14×(4÷2)2÷2
=3.14×4÷2
=6.28(cm2)
扇形的面积:
3.14×42×
=3.14×16×
=6.28(cm2)
阴影部分的面积:
6.28-(8-6.28)
=6.28-1.72
=4.56(cm2)
阴影部分的面积是4.56cm2。
7.214cm2
【分析】阴影部分的面积=梯形面积-左下角空白部分的面积,梯形面积=(上底+下底)×高÷2,左下角空白部分的面积=正方形面积-圆的面积,圆的面积=圆周率×半径的平方。
【详解】20×20-3.14×202×
=400-3.14×400×
=400-3.14×(400×)
=400-3.14×100
=400-314
=86(cm2)
(10+20)×20÷2-86
=30×20÷2-86
=300-86
=214(cm2)
8.41.04cm2
【分析】阴影部分面积等于四分之一圆面积减去正方形面积。因为正方形的对角线长度等于扇形的半径,所以扇形半径为12cm。已知正方形对角线长度,那么可利用对角线平方的一半计算正方形面积,利用公式:可计算出四分之一圆的面积,最后算出阴影部分的面积即可。
【详解】
9.30.5平方厘米
【分析】把两个扇形的面积加起来时,相当于把上部阴影部分加了2次,下部阴影部分加了1次,同时把空白部分也加了1次,刚好比长方形的总面积多出来的部分就是阴影的总面积:阴影部分的面积=大扇形的面积+小扇形的面积-长方形的面积,据此求解即可。
【详解】3.14×8÷4+3.14×6÷4-8×6
=3.14×64÷4+3.14×36÷4-48
=50.24+28.26-48
=30.5(平方厘米)
答:阴影部分的面积是30.5平方厘米。
10.7.44cm2
【分析】观察图可知,中间白色部分为一个圆心角为直角(90°)的扇形,即它的面积是圆的面积。所以阴影部分的面积=梯形的面积-圆的面积。梯形的上底为4cm,下底为6cm,高为4cm。梯形的面积=(上底+下底)×高÷2。圆的面积=圆的面积÷4,圆的半径为4cm,圆的面积=圆周率×半径的平方。据此解答。
【详解】梯形面积:
(4+6)×4÷2
=10×4÷2
=40÷2
=20(cm2)
圆的面积:
3.14×42÷4
=3.14×16÷4
=50.24÷4
=12.56(cm2)
阴影面积:20-12.56=7.44(cm2)
11.平方厘米
【分析】三角形的内角和等于,以三角形的三个顶点为圆心,作出了半径均为2厘米的扇形,这三个扇形的圆心角的和就等于;圆的内角和为360°,三个扇形的面积占圆的一半,圆的面积=πr2。
【详解】
(平方厘米)
12.28.26平方厘米
【分析】阴影部分是圆心角为120°的扇环,是圆环的()。已知内圆的半径是3厘米,外圆的半径是3+3=6厘米,根据圆环面积公式S=π(R2-r2)求出圆环的面积,再乘即可算出阴影部分的面积。
【详解】120°÷360°==
3+3=6(厘米)
3.14×(62-32)×
=3.14×(36-9)×
=3.14×27×
=28.26(平方厘米)
13.39.25平方厘米
【分析】观察图形可知:三个小扇形的半径都是5,结合“三角形的内角和是180°”,将三个小扇形拼成一个圆心角是180°半径是5的大扇形,根据扇形面积=,代入数据计算即可。
【详解】
=1.57×25
=39.25(平方厘米)
所以图中阴影部分的面积是39.25平方厘米。
14.9.12平方厘米
【分析】
如上图所示,将阴影部分上面用红线描出的部分记为①,由图可知三角形为等腰直角三角形,所以斜边上的高也是4厘米,同时也是圆心角为90°的扇形的半径,通过分析图形,阴影部分的面积可以用圆心角为90°半径为4厘米的扇形面积减去①的面积求出,而①的面积又可以用等腰直角三角形的面积减去2个圆心角为45°半径为4厘米的扇形面积求出。
【详解】根据分析中的图示:将红线描出的部分记为①
等腰直角三角形的面积:
(平方厘米)
圆心角为45°半径为4厘米的扇形面积:
(平方厘米)
圆心角为90°半径为4厘米的扇形面积:
(平方厘米)
①的面积:(平方厘米)
阴影部分的面积:(平方厘米)
所以图形中的阴影部分面积为9.12平方厘米。
15.
39.48平方厘米
【分析】观察可知,阴影部分的面积等于三角形面积减三个扇形面积的和,三角形的底是厘米,高是厘米,因为三个扇形所在圆的半径都是6厘米,又知三角形的内角和是180°,即圆形面积的一半,因此三个扇形面积的和就是半径为6厘米的圆形面积的一半。根据和圆的面积=圆周率×半径的平方,代入数据计算即可。
【详解】
(平方厘米)
16.9.42平方厘米
【分析】根据扇形的面积=π×r2×(n是圆心角的度数),据此解答。
【详解】3.14×32×
=3.14×9×
=28.26×
=9.42(平方厘米)
答:涂颜料的面积是9.42平方厘米。
17.4.3平方分米
【分析】看图可知,阴影部分的面积=正方形面积-圆的面积,正方形边长=圆的半径,正方形面积=边长×边长=圆的半径的平方,圆的面积=圆周率×半径的平方×。
【详解】20-3.14×20×
=20-62.8×
=20-15.7
=4.3(平方分米)
答:阴影部分的面积是4.3平方分米。
18.
314平方米
【分析】根据题目给出的信息,两面墙之间的夹角是90°,所以羊场是圆,圆的周长应该是(31.4×4)米,根据圆的周长公式:C=2πr,先求出圆的半径,然后根据圆的面积公式:S=πr2,求出圆的面积即可。
【详解】31.4×4÷3.14÷2
=125.6÷3.14÷2
=40÷2
=20(米)
3.14×202×
=3.14×400×
=1256×
=314(平方米)
答:这个养羊场的面积是314平方米。
19.10.99米
【分析】根据题意,起落杆完成一次升降运动,起落杆的长度就是A点经过的圆的半径,起落杆A点移动了2个半径为3.5米的圆周长的;根据圆的周长公式C=2r,代入数据计算求出起落杆A点总共移动的长度。
【详解】2×3.14×3.5××2
=6.28×3.5××2
=21.98××2
=5.495×2
=10.99(米)
答:这时起落杆A点总共移动(完成一次升降运动)的路程是10.99米。
20.1.1304平方米
【分析】根据“开门的最大角度能达到90°”,可知门划过的扇形面积是以门宽度为半径的圆的面积的,即半径r=120厘米,代入圆的面积公式 计算即可。注意单位的统一,1米=100厘米,将厘米化成米,除以进率。
【详解】120厘米=1.2米
=
=0.785×1.44
=1.1304(平方米)
答:这块地毯的面积是1.1304平方米。
21.1962.5平方厘米
【分析】由图可知,雨刷每次扫过的面积是圆环面积(圆环的面积,表示外圆半径即雨刷长度,表示内圆半径即图中空白扇形的半径)的一部分。根据扇形面积公式“(为半径)”可知雨刷摇摆一次刷到挡风玻璃的面积是:。
【详解】
=
=
=
=
=
=
=1962.5(平方厘米)
答:雨刷摇摆一次刷到挡风玻璃的面积是1962.5平方厘米。
22.28.26米;65.94平方米
【分析】鸡圈依两面墙而建,墙的夹角为直角(90°),因此鸡圈的圆心角为360°-90°=270°,即个圆,根据扇形的弧长公式:弧长=×2πr,求出修这个鸡圈用的篱笆长度;再根据圆的面积公式:面积=,用扩建后鸡圈的面积减去扩建前鸡圈的面积就是鸡圈增加的面积。
【详解】×2×3.14×6
=×3.14×6
=4.71×6
=28.26(米)
6+2=8(米)
×3.14×
=×3.14×64
=2.355×64
=150.72(平方米)
×3.14×
=×3.14×36
=2.355×36
=84.78(平方米)
150.72-84.78=65.94(平方米)
答:修这个鸡圈用了28.26米长的篱笆。鸡圈的面积增加65.94平方米。
23.见详解
【分析】因为三个扇形的半径相等,圆心角之和等于三角形的内角和180°,再根据扇形的面积公式S扇=πr2(n为圆心角的度数),半圆的面积公式S半圆=πr2,得出三角形中阴影部分面积与半圆面积的关系。
【详解】三个扇形的半径都是3厘米,且三个扇形的圆心角分别是三角形的三个内角,因为三角形的内角和是180°,所以三个扇形的圆心角之和等于180°。
×πr2=πr2
所以三角形中阴影部分(三个扇形重叠区域)的面积等于半径3厘米的半圆面积。
24.25.12平方厘米
【分析】三个阴影部分的圆心角分别是三角形的三个内角,三角形的内角和是180°,则三个阴影部分的圆心角之和是180°。因为三个小圆的半径都是4厘米,这三个阴影部分合起来就是一个以4厘米为半径的扇形。扇形的面积=πr2×,据此解答。
【详解】3.14×42×
=3.14×16×
=25.12(平方厘米)
答:图中阴影部分的面积之和是25.12平方厘米。
25.A小羊;A小羊能吃到的草的面积是58.875平方米,B小羊能吃到的草的面积是56.52平方米。比较得出A小羊能吃到草的面积更大一些。
【分析】拴羊的绳长相当于半径。看图可知,A小羊吃到的草的面积是半径5米的圆的面积;B小羊吃到的草的面积是半径6米的半圆面积。圆的面积=圆周率×半径的平方,分别计算出两只小羊吃到的草的面积,比较即可。
【详解】A小羊:3.14×52×
=3.14×25×
=78.5×
=58.875(平方米)
B小羊:3.14×62×
=3.14×36×
=113.04×
=56.52(平方米)
58.875>56.52
答:A小羊能吃到草的面积更大一些。
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