24.8综合与实践 进球线路与最佳射门角 课件(共33张PPT)-2025-2026学年沪科版(2024)数学九年级下册

文档属性

名称 24.8综合与实践 进球线路与最佳射门角 课件(共33张PPT)-2025-2026学年沪科版(2024)数学九年级下册
格式 pptx
文件大小 8.0MB
资源类型 试卷
版本资源 沪科版
科目 数学
更新时间 2025-11-18 07:39:40

图片预览

文档简介

(共33张PPT)
一、实践背景与核心概念
1. 现实情境与探究意义
足球比赛中,运动员带球跑动时,射门角大小直接影响进球概率(射门角越大,进球可能性越高)。本实践通过分析横向、直向等典型跑动线路,探究 “最佳射门点”(射门角最大的位置),本质是将体育场景转化为圆的几何问题,深化对圆周角、切线性质的理解与应用。
2. 核心概念界定(配图:球门与射门角示意图)
球门:用线段\(AB\)表示,\(A\)、\(B\)为球门边框两端点;
射门点:运动员持球位置,记为点\(C\);
射门角:射门点与球门两端点的夹角,即\(\angle ACB\);
最佳射门点:在某条跑动线路上,使\(\angle ACB\)达到最大值的点。
二、核心探究:不同跑动线路的最佳射门角
1. 横向跑动线路(平行于球门的跑动)
(1)射门角变化规律
如图 1,直线\(l\)为横向跑动线路,\(C_0\)为球门中心线(\(AB\)的垂直平分线)与\(l\)的交点。当点\(C\)沿\(l\)自左向右移动时:
射门角先增大,后减小,在\(C_0\)处达到最大值。
(2)几何原理证明(关键:圆周角性质)
过\(A\)、\(B\)、\(C_0\)三点作\(\odot O\),则\(\angle AC_0B\)为弦\(AB\)所对的圆周角;
在\(l\)上另取一点\(C_1\)(非\(C_0\)),连接\(AC_1\)、\(BC_1\),\(BC_1\)与\(\odot O\)交于点\(D\);
由圆周角定理推论:\(\angle AD B = \angle AC_0B\)(同弧所对圆周角相等);
又\(\angle AD B > \angle AC_1B\)(三角形外角大于不相邻内角),故\(\angle AC_0B > \angle AC_1B\)。
(3)核心结论
横向跑动的最佳射门点\(C_0\)是过\(A\)、\(B\)的圆与直线\(l\)的切点;
直线\(l\)离球门\(AB\)越近,最佳射门角\(\angle AC_0B\)越大。
2. 直向跑动线路(朝向球门的纵向跑动)
(1)射门角变化规律
如图 2,直线\(CD\)为直向跑动线路(点\(D\)在\(AB\)延长线上)。当点\(C\)沿\(CD\)向球门方向移动时:
射门角逐渐增大,在 “过\(A\)、\(B\)的圆与\(CD\)的切点\(C'\)” 处达到最大值。
(2)与横向跑动的共性
最佳射门点均满足 “过球门两端点的圆与跑动线路相切”,切点处的射门角为该线路上的最大值。
3. 拓展:斜向跑动线路
斜向跑动可分解为横向与直向的合成运动,最佳射门点同样遵循 “切圆原理”:
过\(A\)、\(B\)作圆与斜向线路相切,切点即为最佳射门点,且线路与球门的夹角越小(越接近横向),最佳射门角越易达到峰值。
三、关键知识关联:衔接第 24 章核心模块
实践中的问题
关联的圆的知识点
应用逻辑
比较不同点的射门角大小
圆周角、圆内角、圆外角的关系
同弦同侧:圆内角 > 圆周角 > 圆外角(最佳射门角为圆周角,非圆内 / 外角)
确定最佳射门点的位置
直线与圆的位置关系(相切)
最佳射门点是 “直线与圆相切的切点”,此时圆心到直线的距离等于半径(\(d=r\))
证明射门角的最大值
圆周角定理推论、三角形外角性质
利用 “同弧圆周角相等” 和 “外角大于内角” 推导角度大小关系
计算最佳射门角的度数
垂径定理、勾股定理、圆周角与圆心角关系
由垂径定理求圆心到\(AB\)的距离,结合半径用三角函数求圆心角,再得圆周角
四、案例解析与实践应用
例题:计算横向跑动的最佳射门角
已知球门\(AB=7.32m\)(标准足球门宽度),横向跑动线路\(l\)与\(AB\)的距离为\(10m\),求最佳射门角\(\angle AC_0B\)的度数。
(1)解题步骤
作\(AB\)的垂直平分线交\(AB\)于\(M\),交\(l\)于\(C_0\),则\(AM=3.66m\),\(MC_0=10m\);
过\(A\)、\(B\)、\(C_0\)作\(\odot O\),\(O\)在\(MC_0\)延长线上(垂径定理:圆心在弦的垂直平分线上);
设\(\odot O\)半径为\(R\),则\(OM = R - 10\),在\(Rt\triangle AOM\)中:\(R^2 = AM^2 + OM^2\),即\(R^2 = 3.66^2 + (R - 10)^2\);
解得\(R \approx 10.67m\),由圆周角与圆心角关系:\(\sin\frac{\angle AOB}{2} = \frac{AM}{R} \approx 0.343\),故\(\angle AOB \approx 40^\circ\),则\(\angle AC_0B = \frac{1}{2}\angle AOB \approx 20^\circ\)。
(2)结论
当跑动线路距球门 10m 时,最佳射门角约为 20°;若线路靠近球门(如 5m),计算可得最佳射门角约为 37°,印证 “距离越近,角度越大”。
五、实践总结与思想方法提炼
1. 核心结论
无论横向、直向还是斜向跑动,最佳射门点均是过球门两端点的圆与跑动线路的切点;
同弦同侧的角的大小关系:圆内角 > 圆周角 > 圆外角(最佳射门角为圆周角);
跑动线路与球门的距离直接影响最佳射门角大小,距离越近,角度越大。
2. 数学思想方法
建模思想:将足球射门场景转化为 “线段与圆的位置关系” 几何模型;
转化思想:将 “求最大射门角” 转化为 “找直线与圆的切点”,用圆的知识解决实际问题;
数形结合思想:通过画图标注已知量,利用圆周角、切线等性质建立数量关系。
3. 拓展作业
测量校园足球门宽度,模拟横向跑动线路,计算不同距离下的最佳射门角;
探究:为何足球比赛中 “底线传中” 后,中路包抄球员的射门角更大?(结合直向跑动最佳射门点原理);
用几何画板模拟:当跑动线路与球门成 45° 角时,最佳射门点的位置变化。
2025-2026学年沪科版数学九年级下册【示范课精品课件】
授课教师: . 班 级: . 时 间: .
24.8综合与实践 
进球线路与最佳射门角
第24章 圆
a
i
T
u
j
m
i
a
N
g
合作探究
A
B
C
球门
射门角
射门点
足球运动员在球场上,常需带球跑动到一定位置后,再进行射门,这个位置为射门点.
射门点与球门边框两端点的夹角就是射门角.
在不考虑其他因素的情况下,一般地,射门角越大,射门进球的可能性就越大.
合作探究
你知道运动员带球跑动的几种常见路线吗?
A
B
C
球门
l
A
B
C
球门
l
A
B
C
球门
l
把握最佳射门点,有助于提高运动员进球成功率.下面我们一起来研究!
横向跑动
直向跑动
斜向跑动
探究
如图,直线l与球门AB平行,点C表示运动员的位置,当点C在直线l上由左边(或右边)逐渐向球门的中心靠近时,∠ACB怎样变化?当点C在什么位置时,∠ACB最大?
A
B
C
球门
l
C0
∠ACB逐渐增大.
根据对称性可知,当点C在直线l上移动到离球门中心最近的位置,即线段AB的垂直平分线与直线l的交点C0时,∠AC0B最大.
猜想
你能证明你的猜想吗?
证明猜想
A
B
C
球门
l
C0
证明:如图,直线l与球门AB平行,点C表示运动员的位置,当点C在直线l上移动时,∠ACB的最大值为∠AC0B.
证明:过A,B,C0三点作⊙O,由于AB//l,
AC0=BC0,C为直线l上任一点 (不同于点
C0) ,易知⊙O与直线l相切于点C0,BC与
⊙O交于点D.则∠ADB=∠AC0B.
∵ ∠ADB>∠ACB,
∴ ∠AC0B>∠ACB.
即点C在直线l上移动时,∠ACB的最
大值为∠AC0B.
D
O
A
B
C
球门
l
C0
当直线l向上平移到直线l'时, ∠ACB的最大值会发生什么变化?
延伸
l'
C0 → C2
∠AC0B →∠AC2B
∠AC2B>∠AC0B
C2
根据刚才的探究你能得出什么结论?
应用新知
巩固新知
课堂小结
布置作业
探究新知
归纳
创设情境
当运动员沿直线l横向跑动时,他的位置离球门的中心越近,射门角越大,离球门的中心最近(点C0)时,射门角最大.
A
B
C
球门
l
C0
最佳射门角
最佳射门点
最佳射门角的大小与直线l到AB的距离有关,当直线l与AB的距离越近,最佳射门角就越大,射门进球的可能性也就越大.
你还能得出其它的结论吗?
归纳
如果⊙O过点A,B,而直线AB同侧的三点C1,C0,C2分别在⊙O外,⊙O上和⊙O内,则有∠AC1B<∠AC0B<∠AC2B.
A
B
C1
球门
l
C0
简单地说,在弦的同侧,同弦所对的圆外角α、圆周角β和圆内角θ的大小关系为α<β<θ.
l'
C2
O
典型例题
【例】如图,当运动员直向跑动时,球门AB与直线l垂直,点C是运动员的位置.
(1)作出过A,B,C三点的圆,猜想当点C在直线l上移动时,直线l与该圆的位置关系;
(2)当直线l与该圆有怎样的位置关系时,∠ACB是直线l上的最佳射门角;
(3)已知AB=m,BD=n,当点C是直线l上的最佳射门点时,求CD的长;
(4)向左平移直线l到直线l',观察直线l上的最佳射门角与直线l'上的最佳射门角之间的大小关系,写出你的结论.
A
B
C
球门
l
D
l'
典型例题
【例】如图,当运动员直向跑动时,球门AB与直线l垂直,点C是运动员的位置.
(1)作出过A,B,C三点的圆,猜想当点C在直线l上移动时,直线l与该圆的位置关系;
解:(1)直线l与该圆有两种位置关系:相交、相切.
典型例题
【例】如图,当运动员直向跑动时,球门AB与直线l垂直,点C是运动员的位置.
(2)当直线l与该圆有怎样的位置关系时,∠ACB是直线l上的最佳射门角;
(2)直线l与该圆相切时,∠ACB是直线l上的最佳射门角.
典型例题
【例】如图,当运动员直向跑动时,球门AB与直线l垂直,点C是运动员的位置.
(2)当直线l与该圆有怎样的位置关系时,∠ACB是直线l上的最佳射门角;
A
B
C
球门
l
D
O
证明:设C1为直线l上任一点 (不同于点
C) ,连接AC1交⊙O于点H,连接BC1, BH,
因为⊙O与直线l相切于点C,则
∠AHB=∠ACB.
∵ ∠AHB>∠AC1B,
∴ ∠ACB>∠AC1B.
即直线l与该圆相切时,∠ACB是直线l
上的最佳射门角.
C1
H
典型例题
【例】如图,当运动员直向跑动时,球门AB与直线l垂直,点C是运动员的位置.
(3)已知AB=m,BD=n,当点C是直线l上的最佳射门点时,求CD的长;
(3)如图,过点O作OE⊥AD,
连接OB、OC.则四边形OEDC是矩
形,OE=CD.
∵ AB=m,BD=n,
∴ OB=OC=DE= .
A
B
C
球门
l
O
D
E
典型例题
【例】如图,当运动员直向跑动时,球门AB与直线l垂直,点C是运动员的位置.
(3)已知AB=m,BD=n,当点C是直线l上的最佳射门点时,求CD的长;
∴ 在Rt△OEB中,由勾股定理得
A
B
C
球门
l
O
D
E
∴ CD的长为 .
典型例题
【例】如图,当运动员直向跑动时,球门AB与直线l垂直,点C是运动员的位置.
(4)向左平移直线l到直线l',观察直线l上的最佳射门角与直线l'上的最佳射门角之间的大小关系,写出你的结论.
(4)直线l上的最佳射门角比直线l'上的最佳射门角小.
项目探究
最佳射门角度的选择
1.如图,足球运动员在球门AB前横向带球准备射门,下列说法正确的是(   )
A.在C处射门进球的可能性大
B.在D处射门进球的可能性大
C.在C,D两处射门进球的可能性一样大
D.无法判断C,D两处哪处进球的可能性大
B
项目探究
进球线路与最佳射门角的个例分析
2.【提出问题】如图①,直线l是足球场底线,AB是球门,点P是射门点,连接AP,BP,则∠APB叫做射门角.如图②,在足球比赛场上,甲、乙两名球员互相配合向对方球门AB进攻,
当甲带球冲到点Q时,乙跟随冲到点P,仅从射门角度大小考虑(射门角越大,足球越容易被踢进),甲是自己射门好,还是迅速将球回传给乙,让乙射门好,利用所学知识说明理由.
项目探究
【经验感知】如图③,若球员在直线MN上跑动,随时准备射门,是否存在某一点S,使得射门角∠ASB最大.人们发现:当且仅当经过A,B两点的圆与直线MN相切于点S时,∠ASB最大,并称此时的∠ASB为最大射门角.
如图④,AB为球门,直线l是足球场的底线,直线m⊥l,垂足为C,若AB=2a,BC=a,球员丙带球沿直线m向底线l方向运球,已知丙运球过程中的最大射门角是∠ASB.
(1)尺规作图:作经过A,B两点并且与直线m相切于点S的⊙O(不写作法,保留作图痕迹);
【解】如图②,⊙O即为所求.
(2)求出最大射门角∠ASB的度数.
【理解应用】
(1)如图⑤,在正方形网格中,点A,B,C,D,E均在格点上,AB为球门,球员丁带球沿CD方向进攻,最好的射门点在(  )
A.点C               
B.点D或点E
C.线段DE(异于端点)上一点
D.线段CD(异于端点)上一点
C
(2)如图⑥,矩形CDEF是足球场的示意图,其中宽CD=66 m,球门AB=8 m,且AC=BD.点P,Q分别是DE,CF上的点,DP=7 m,∠DPQ=135°,一位
左前锋球员戊从点P处带球,沿PQ方向跑
动,球员戊在PQ上何处才能使射门角
(∠ASB)最大,直接写出此时PS的长度.
射门角的概念:
进球线路与最佳射门角
注意:
射门点与球门边框两端点的夹角就是射门角.
影响进球可能性大小的因素有进球线路、射门角大小等.若不考虑其他因素,一般最佳射门角越大,射门进球的可能性就越大.
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!