内容正文:
6 利用三角函数测高
创设情境
问题:
1、在现实生活中需要测量像旗杆、高楼、塔等较高且顶部不可到达的物体的高度,根据我们所学的知识,同学们有哪些测量方案?
2、这些测量的方法都用到了什么知识?
3、如何利用直角三角形的边角关系,测量底部不可以直接到达的物体的高度呢?
活动一:设计活动方案,自制仪器
(1)测倾器(或测角仪、经纬仪等)有哪几部分构成?
(2)制作测角仪时应注意什么?
(3)小组讨论总结测倾器的制作方法和使用步骤.
活动二:测量倾斜角
(1)把测角仪的支杆竖直插入地面,使支杆的中心线、铅垂线和度盘的0°刻度线重合,这时度盘的顶线PQ在水平位置M.
(2)转动度盘,使度盘的直径对准目标M,记下此时铅垂线指的度数.那么这个度数就是较高目标M的仰角.
(3)这样做的依据是什么?
活动三:测量底部可以到达的物体的高度.
要测物体MN的高度,可按下列步骤进行:(如下图)
(1)在测点A处安置测倾器(即测角仪),测得M的仰角∠MCE=α.
(2)量出测点A到物体底部N的水平距离AN=l.
(3)量出测倾器(即测角仪)的高度AC=a(即顶线PQ成水平位置时,它与地面的距离).根据测量数据,就能求出物体MN的高度.
解:在Rt△MEC中,∠MCE=α,AN=EC=l,
∴tanα= ,
即ME=tana·EC=l·tanα.
又∵NE=AC=a,
∴MN=ME+EN=l·tanα+a.
测量底部不可以到达的物体的高度:所谓“底部不可以到达”,就是在地面上不能直接测得测点与被测物体的底部之间的距离.
如图所示,思考问题:
(1)你们能设计一个方案测量
底部可以到达的物体的高度吗?
(2)需要用到哪些工具?
(3)需要测量哪些数据?
(4)根据测量数据,如何计算物体的高度?
要测量物体MN的高度,可按下列步骤进行:
(1)在测点A处安置测角仪,测得此时物体MN的顶端M的仰角∠MCE=α.
(2)在测点A与物体之间的B处安置测角仪(A、B与N都在同一条直线上),此时测得M的仰角∠MDE=β.
(3)量出测角仪的高度AC=BD=a,以及测点A,B之间的距离AB=b
(4)根据测量的AB的长度,AC、BD的高度以及∠MCE、∠MDE的大小,根据直角三角形的边角关系.即可求出MN的高度.
解:
∵在Rt△MDE中,
在Rt△MCE中,
∴EC-ED=b
C