24.4.1弧长和扇形面积(教学课件)2025-2026学年九年级数学上册人教版

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名称 24.4.1弧长和扇形面积(教学课件)2025-2026学年九年级数学上册人教版
格式 pptx
文件大小 5.6MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版
科目 数学
更新时间 2025-11-11 15:57:15

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文档简介

幻灯片 1:标题页
标题:24.4.1 弧长和扇形面积 —— 探索圆中部分图形的度量
副标题:掌握弧长与扇形面积公式,学会实际应用
配套元素:
背景图:展示含有弧和扇形的实际场景,如扇形花坛、圆弧弯道等,突出弧长和扇形面积计算的必要性。
署名:学科、年级、教师姓名
幻灯片 2:学习目标
知识与技能目标:
理解弧长的概念,掌握弧长公式的推导过程,能运用弧长公式计算弧长。
理解扇形的概念,掌握扇形面积公式的推导过程,能运用扇形面积公式计算扇形面积。
能结合弧长和扇形面积公式解决实际问题,提高计算能力和应用能力。
过程与方法目标:
通过观察、分析、推导等活动,经历弧长和扇形面积公式的探究过程,培养逻辑推理能力和抽象思维能力。
在运用公式解决实际问题的过程中,体会从整体到部分、从特殊到一般的思想方法,提升分析问题和解决问题的能力。
情感态度与价值观目标:
在探究弧长和扇形面积公式的过程中,感受数学与生活的密切联系,激发对数学知识的探究兴趣。
通过运用公式解决实际问题,体验成功的喜悦,增强学好数学的信心。
幻灯片 3:情境引入 —— 生活中的弧与扇形
展示实例:
动态展示建筑中的扇形窗户、游乐场的圆弧轨道、蛋糕的扇形切片等。
提出问题:如何计算圆弧轨道的长度?如何计算扇形蛋糕的面积?
提问引导:这些实例中都涉及到圆的一部分 —— 弧和扇形,它们的长度和面积该如何计算呢?本节课我们就来学习弧长和扇形面积的计算。
幻灯片 4:探究一 —— 弧长公式
概念回顾:圆的周长公式为\(C = 2\pi R\)(其中\(R\)为圆的半径)。
弧长定义:圆上任意两点间的部分叫做圆弧,简称弧,弧的长度叫做弧长。
公式推导:
整个圆的圆心角是\(360^{\circ}\),对应的弧长是圆的周长\(2\pi R\)。
圆心角为\(1^{\circ}\)的弧长是圆周长的\(\frac{1}{360}\),即\(\frac{2\pi R}{360}=\frac{\pi R}{180}\)。
圆心角为\(n^{\circ}\)的弧长\(l\)是圆心角为\(1^{\circ}\)的弧长的\(n\)倍,因此\(l=\frac{n\pi R}{180}\)。
公式表述:弧长公式:\(l=\frac{n\pi R}{180}\)(其中\(n\)为圆心角的度数,\(R\)为圆的半径)。
图形演示:在圆形图中标注出圆心角为\(n^{\circ}\)的弧,结合图形说明公式中各量的含义。
幻灯片 5:弧长公式的应用示例
例题 1:已知一个圆的半径为\(6cm\),求圆心角为\(60^{\circ}\)所对的弧长。
解题步骤:
已知\(R = 6cm\),\(n = 60^{\circ}\)。
根据弧长公式\(l=\frac{n\pi R}{180}\),代入得\(l=\frac{60\times\pi\times6}{180}=\frac{360\pi}{180}=2\pi cm\)。
所以圆心角为\(60^{\circ}\)所对的弧长为\(2\pi cm\)。
变式练习:已知一段弧的长为\(4\pi cm\),所在圆的半径为\(12cm\),求这段弧所对的圆心角的度数。
解:由\(l=\frac{n\pi R}{180}\)得\(4\pi=\frac{n\pi\times12}{180}\),解得\(n = 60^{\circ}\)。
幻灯片 6:探究二 —— 扇形面积公式
扇形定义:由组成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。
公式推导:
整个圆的面积公式为\(S=\pi R^{2}\)。
圆心角为\(1^{\circ}\)的扇形面积是圆面积的\(\frac{1}{360}\),即\(\frac{\pi R^{2}}{360}\)。
圆心角为\(n^{\circ}\)的扇形面积\(S\)是圆心角为\(1^{\circ}\)的扇形面积的\(n\)倍,因此\(S=\frac{n\pi R^{2}}{360}\)。
另一种推导:因为\(l=\frac{n\pi R}{180}\),所以\(S=\frac{1}{2}lR\)(可类比三角形面积公式\(S=\frac{1}{2}\times???\timesé??\),这里弧长\(l\)相当于底,半径\(R\)相当于高)。
公式表述:扇形面积公式:
\(S=\frac{n\pi R^{2}}{360}\)(其中\(n\)为圆心角的度数,\(R\)为圆的半径)。
\(S=\frac{1}{2}lR\)(其中\(l\)为扇形的弧长,\(R\)为圆的半径)。
图形演示:在圆形图中标注出扇形,结合图形说明两个公式中各量的含义及关系。
幻灯片 7:扇形面积公式的应用示例
例题 2:已知一个扇形的半径为\(8cm\),圆心角为\(90^{\circ}\),求这个扇形的面积。
解题步骤:
方法一:已知\(R = 8cm\),\(n = 90^{\circ}\),根据\(S=\frac{n\pi R^{2}}{360}\),代入得\(S=\frac{90\times\pi\times8^{2}}{360}=\frac{90\times\pi\times64}{360}=16\pi cm^{2}\)。
方法二:先求弧长\(l=\frac{90\times\pi\times8}{180}=4\pi cm\),再根据\(S=\frac{1}{2}lR\),得\(S=\frac{1}{2}\times4\pi\times8 = 16\pi cm^{2}\)。
所以这个扇形的面积为\(16\pi cm^{2}\)。
变式练习:已知一个扇形的弧长为\(6\pi cm\),半径为\(6cm\),求这个扇形的面积。
解:根据\(S=\frac{1}{2}lR\),得\(S=\frac{1}{2}\times6\pi\times6 = 18\pi cm^{2}\)。
幻灯片 8:例题解析 —— 弧长和扇形面积的综合应用
例题 3:如图,一个扇形工件的半径为\(10cm\),圆心角为\(120^{\circ}\),求这个扇形工件的弧长和面积。
解题步骤:
求弧长:已知\(R = 10cm\),\(n = 120^{\circ}\),根据弧长公式\(l=\frac{n\pi R}{180}=\frac{120\times\pi\times10}{180}=\frac{1200\pi}{180}=\frac{20\pi}{3}cm\)。
求面积:方法一,根据\(S=\frac{n\pi R^{2}}{360}=\frac{120\times\pi\times10^{2}}{360}=\frac{120\times\pi\times100}{360}=\frac{100\pi}{3}cm^{2}\);方法二,根据\(S=\frac{1}{2}lR=\frac{1}{2}\times\frac{20\pi}{3}\times10=\frac{100\pi}{3}cm^{2}\)。
所以这个扇形工件的弧长为\(\frac{20\pi}{3}cm\),面积为\(\frac{100\pi}{3}cm^{2}\)。
关键思路:根据题目给出的半径和圆心角,直接代入弧长和扇形面积公式进行计算,注意选择合适的公式简化计算。
幻灯片 9:课堂练习(分层完成)
基础题:
半径为\(R\)的圆中,圆心角为\(n^{\circ}\)的弧长公式是\(l=\)______。
半径为\(R\)的圆中,圆心角为\(n^{\circ}\)的扇形面积公式是\(S=\)或\(S=\)(用弧长\(l\)表示)。
已知圆的半径为\(5cm\),圆心角为\(36^{\circ}\)所对的弧长是______cm。
一个扇形的半径为\(6cm\),弧长为\(2\pi cm\),则这个扇形的面积是______\(cm^{2}\)。
提升题:
如图,在\(\odot O\)中,半径\(OA = 6cm\),\(\angle AOB = 120^{\circ}\),求阴影部分(扇形\(OAB\))的周长和面积。
一个扇形的面积是\(15\pi cm^{2}\),圆心角是\(60^{\circ}\),求这个扇形的半径和弧长。
要求:学生独立完成后,小组内交流答案和解题思路,选取代表展示解题过程,教师进行点评和讲解。
幻灯片 10:易错点提醒
常见错误:
应用弧长公式时,忘记将圆心角的度数代入公式,或混淆半径和直径的概念,误用直径进行计算。
计算扇形面积时,记错公式,如将\(S=\frac{n\pi R^{2}}{360}\)写成\(S=\frac{n\pi R}{360}\),或混淆两个扇形面积公式的适用条件。
在计算扇形周长时,只计算弧长,忽略了两条半径的长度。
解决实际问题时,不能正确识别弧和扇形,无法准确提取半径和圆心角等关键信息。
避坑技巧:
牢记弧长公式\(l=\frac{n\pi R}{180}\)和扇形面积公式\(S=\frac{n\pi R^{2}}{360}\)、\(S=\frac{1}{2}lR\),明确公式中各字母的含义(\(n\)是圆心角度数,\(R\)是半径)。
计算扇形周长时,记住扇形周长 = 弧长 + 2× 半径,不要遗漏半径的长度。
解决实际问题时,先根据题意画出图形,标注出半径和圆心角,再选择合适的公式进行计算。
计算过程中注意单位的一致性,确保结果的准确性。
幻灯片 11:课堂小结
核心收获:
弧长公式:\(l=\frac{n\pi R}{180}\)(\(n\)为圆心角度数,\(R\)为半径)。
扇形定义:由圆心角的两条半径和所对弧围成的图形。
扇形面积公式:\(S=\frac{n\pi R^{2}}{360}\)或\(S=\frac{1}{2}lR\)(\(l\)为弧长)。
扇形周长:弧长与两条半径长度之和。
方法提炼:解决弧长和扇形面积问题的关键是明确圆心角、半径和弧长之间的关系,根据已知条件选择合适的公式进行计算,计算扇形周长时不要忘记加上两条半径的长度。
幻灯片 12:作业布置
必做题:教材 PXX 页习题 24.4 第 1、2、3 题,要求运用弧长和扇形面积公式进行计算。
选做题:如图,一个半圆形的花坛,直径为\(10m\),求这个花坛的周长和面积(结果保留\(\pi\))。
实践题:观察生活中的弧和扇形物体,测量相关数据(半径或直径、圆心角),计算其弧长和面积。
幻灯片 13:结束页
寄语:弧长和扇形面积公式是圆的重要度量工具,它们将圆的整体性质与部分特征紧密联系起来。愿你能熟练掌握这些公式,在解决实际问题中灵活运用,感受数学的实用价值!
致谢:感谢聆听,下次课再见!
2025-2026学年人教版数学九年级上册
授课教师: . 班 级: . 时 间: .
24.4.1弧长和扇形面积
第24章 圆
a
i
T
u
j
m
i
a
N
g
(1)通过复习圆的周长和面积公式,探索n°圆心角所对的弧长和扇形面积的计算公式.
(2) 会利用弧长和扇形面积的计算公式解决相关问题.
1.正多边形的性质:
(1)正多边形的各边相等.
(2)正多边形的各角相等.
2.正n边形的一个内角的度数是_________;
中心角是______;正多边形的中心角与外角的大小关系是______.
相等
在田径比赛400米跑中,运动员们的起跑位置相同吗?为什么?
起跑位置不同,因为要保证这些弯道的“展直长度”是一样的.
问题:怎样求一段弧的长度呢?
弧长公式
知识点1
(1)半径为R的圆,周长是多少?
(2)圆的周长可以看作是多少度的圆心角所对的弧?
(3)1°圆心角所对的弧长是多少?
R
360°
C=2πR
360°
140°圆心角所对的弧长是多少?

A
B
O
若设⊙O半径为R,n°的圆心
角所对的弧长为 .
弧长公式:
例1 制造弯形管道时,要先按中心线计算“展直长度”,再下料,试计算如图所示管道的展直长度L(结果取整数)
L≈2×700+1570=2970 (mm).
答:管道的展直长度为2970mm.
因此所要求的展直长度为
l (mm).
解:由弧长公式,可得 的长
扇形的定义和面积公式
知识点2
扇形:由组成圆心角的两条半径和圆心角所对的弧围成的图形是扇形.
半径
半径
O
B
A
圆心角

O
B
A
扇形
1°圆心角所对的扇形面积是多少?n°的圆心角呢?

思考:由扇形的定义可知,扇形面积就是圆面积的一部分.想一想,圆面积可以看作是多少度的圆周角所对的扇形面积?
在半径为R 的圆中,n°的圆心角所对的扇形面积计算公式为
S扇形= S圆
= πR2
扇形面积公式:
扇形面积与圆心角和半径有关
弧长与圆的周长有关,扇形的面积与圆的面积有关.因此,计算弧长时是 ;而计算扇形的面积时是 .
弧长公式与扇形面积公式的区别:
比较扇形面积(S)公式和弧长(l)公式,你能用弧长来表示扇形的面积吗?
探索弧长与扇形面积的关系
S
R

l
O
如图,水平放置的圆柱形排水管道的截面半径是0.6m,其中水面高0.3m,求截面上有水部分的面积(结果保留小数点后两位).
弓形的面积=S扇OAB-S△OAB
提示:
例2
O
B
A
C
解:如图,连接OA,OB,作弦AB的垂直平分线,垂足为D,交AB于点C,连接AC.

∵OC=0.6m,DC=0.3m,
∴OD=OC-DC=0.3m.
∴OD=DC.
又AD⊥DC,
∴AD是线段OC的垂直平分线.
∴AC=AO=OC.
从而∠AOD=60°,∠AOB=120°.
有水部分的面积S=S扇形OAB-S△OAB=
O
B
A
C
D
随堂演练
基础巩固
1.已知扇形的圆心角为120°,半径为6,则扇形的弧长是 .
2.75°的圆心角所对的弧长是2.5πcm,则此弧所在的圆半径是 cm.
3.一个扇形的弧长为20πcm,面积是240πcm2,则扇形的圆心角是 .

6
150°
4.如图是一段弯形管道,其中,∠O=∠O′=90°,中心线的两条圆弧半径都为1000mm,求图中管道的展直长度. (π取3.142)
解:
答:图中管道的展直长度约为6142mm.
5.如图,草坪上的自动喷水装置能旋转220°,如果它的喷射区域是一个扇形,这个扇形的半径是20m,求它能喷灌的草坪的面积.
解:

答:它能喷灌的草坪的面积为 πm2.
6.如图,水平放置的圆柱形排水管道的截面半径是 0.6 m,其中水面高 0.9 m,求截面上有水部分的面积 (结果保留小数点后两位).
O
A
D
C
E
B
解:如图,连接OA,OB,过O作弦AB的垂直平分线,垂足为E,交 于点C、D,连接AD.
∵OC=0.6,CE=0.9,
∴ OE=CE-OC=0.3.
O
A
D
C
E
B
∴OE=DE,又AE⊥DO,
∴AE是OD的垂直平分线,AO=AD=OD.
∴∠AOD=60°,∠BOD=60°
∠AOC=120°,∠BOC=120°.
S有水部分的面积=S扇形OAB+S△AOB
综合应用
7.如图,扇形纸扇完全打开后,外侧两竹条AB、AC夹角为120°,AB的长为30cm,扇形BD的长为20cm,求扇面的面积.
解:
解:
方法一:
方法二:
拓展延伸
8.正方形的边长为a,以各边为直径在正方形内画半圆,求图中阴影部分的面积.
知识点1 弧长公式及其应用
1.[2024安徽中考]若扇形????????????的半径为6,∠????????????=????????????? ,则????????? 的
长为( )
?
C
A.???????? B.???????? C.???????? D.????????
?
返回
2.一个扇形的圆心角为????????? ,它所对的弧长为????????????????? ,则这个扇形的半
径为( )
?
A
A.????????????? B.????????????????? C.?????????????????? D.?????????????
?
返回
3.[2024绵阳中考]将一把折扇展开,可抽象成一个扇形,若该扇形的
半径为2,弧长为???????????? ,则扇形的圆心角大小为( )
?
D
A.????????? B.????????? C.????????? D.?????????????
?
返回
(第4题)
4. 某校在社会实践活动中,明明同学用
一个直径为????????????????? 的定滑轮带动重物上升.如图,滑轮上一
点????绕点????逆时针旋转????????????? ,假设绳索(粗细不计)与滑
轮之间没有滑动,则重物上升了( )
?
B
A.????.????????????????? B.????????????????? C.????????????????????? D.?????????????????????
?
返回
5.[2024淮安中考]如图,△????????????是⊙???? 的内接三角形,
∠????????????=?????????, ⊙????半径为3,则????????? 的长为___.
?
????????????
?
(第5题)
返回

l
O
弧长公式:
扇形面积公式:
R
弧长与扇形面积的关系:
必做作业:从教材习题中选取;
选做作业:完成练习册本课时的习题.
谢谢观看!