24.4 弧长和扇形面积课件(58张PPT)

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名称 24.4 弧长和扇形面积课件(58张PPT)
格式 zip
文件大小 26.5MB
资源类型 教案
版本资源 人教版
科目 数学
更新时间 2019-05-23 16:41:55

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文档简介

24.4 弧长和扇形的面积
第一课时
第二课时
九年级数学上册
第一课时











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弧长和扇形的面积(1)
问题1 如图,在运动会的4×100米比赛中,甲和乙分别在第1跑道和第2跑道,为什么他们的起跑线不在同一处?
问题2 怎样来计算弯道的“展直长度”?
因为要保证这些弯道的“展直长度”是一样的.
导入新知

2. 知道公式中字母的含义,并能正确运用这些公式进行相关计算.



1. 能推导弧长和扇形面积的计算公式,在此基础上进一步得出圆锥的侧面积和全面积.
素养目标


弧长计算公式及相关的计算
问题1 半径为R的圆,周长是多少?

O

R

问题2 ①360°的圆心角所对的弧长是多少?②1°的圆心角所对的弧长是多少?③n°的圆心角所对的弧长是多少?
探究新知


知识点 1
问题3 下图中各圆心角所对的弧长分别是圆周长的几分之几?弧长是多少?


O

R
180°



O

R
90°


O

R

45°


O

R






探究新知

弧长= ·2πR
=
弧长 = ·2πR
=
弧长 = ·2πR
=
弧长 = ·2πR
=

用弧长公式进行计算时,要注意公式中n的意义.n表示1°圆心角的倍数,它是不带单位的.


注意
算一算 已知弧所对的圆心角为60°,半径是4,则弧长为____.
弧长公式
探究新知

例1 制造弯形管道时,要先按中心线计算“展直长度”,再下料,试计算图所示管道的展直长度l.(单位:mm,精确到1mm)
解:由弧长公式,可得弧AB的长
因此所要求的展直长度l=2×700+1570=2970(mm).
答:管道的展直长度为2970mm.





700mm
700mm
R=900mm
(
100 °




A
C
B
D
O

弧长公式的应用
700mm






素养考点 1
探究新知
解:设半径OA绕轴心O逆时针方向旋转的度数为n°。
解得 n≈90°
因此,滑轮旋转的角度约为90°.
变式题1一滑轮起重机装置(如图),滑轮的半径r=10cm,当重物上升15.7cm时,滑轮的一条半径OA绕轴心O逆时针方向旋转多少度(假设绳索与滑轮之间没有滑动, 取3.14)?
巩固练习

·









O
A
圆的一条弧和经过这条弧的端点的两条半径所围成的图形叫作扇形.
如图,黄色部分是一个扇形,记作扇形OAB.







半径
半径
O
B
A
圆心角








O
B
A
扇形
扇形面积计算公式及相关的计算
探究新知


知识点 2
下列图形是扇形吗?
判一判

×
×
×

探究新知

问题1 半径为r的圆,面积是多少?

O

r
问题3 下页图中各扇形面积分别是圆面积的几分之几,具体是多少呢?
问题2 ①360°的圆心角所对扇形的面积是多少?②1°的圆心角所对扇形的面积是多少?③n°的圆心角所对扇形的面积是多少?
探究新知



圆心角占
周角的比例 扇形面积占
圆面积的比例 扇形的
面积







O

r
180°



O

r
90°


O

r

45°


O

r


探究新知


扇形面积公式
半径为r的圆中,圆心角为n°的扇形的面积
①公式中n的意义.n表示1°圆心角的倍数,它是不带单位的;②公式要理解记忆(即按照上面推导过程记忆).


注意
探究新知

大小不变时,对应的扇形面积与 有关,
越长,面积越大.
圆心角
半径
半径
圆的 不变时,扇形面积与 有关, 越大,面积越大.
圆心角
半径
圆心角
总结:扇形的面积与圆心角、半径有关.



O ●


A
B


D
C

E
F

O ●




A
B
C
D






问题 扇形的面积与哪些因素有关?
探究新知

问题:扇形的弧长公式与面积公式有联系吗?
想一想 扇形的面积公式与什么公式类似?

A
B
O





O
探究新知

例2 如图,圆心角为60°的扇形的半径为10cm.求这个扇形的面积和周长.(精确到0.01cm2和0.01cm)


O

R

60°
解:∵n=60,r=10cm,
∴扇形的面积为
扇形的周长为
扇形面积公式的应用
探究新知






素养考点 2
变式题2 已知半径为2cm的扇形,其弧长为 ,则这个扇形的面积S扇= .
变式题3 已知扇形的圆心角为120°,半径为2,则这个扇形的面积S扇= .
巩固练习

例3 如图,水平放置的圆柱形排水管道的截面半径是0.6cm,其中水面高0.3cm,求截面上有水部分的面积.(精确到0.01cm)
(1)


O .
B
A
C
讨论:(1)截面上有水部分的面积是指图上哪一部分?
阴影部分.
求阴影部分的面积
探究新知






素养考点 3


O.
B
A
C
D

(2)


O.
B
A
C
D

(3)
(2)水面高0.3 m是指哪一条线段的长?这条线段应该怎样画出来?
线段DC.过点O作OD垂直于AB并交圆O于C.
(3)要求图中阴影部分面积,应该怎么办?
阴影部分面积=扇形OAB的面积- △OAB的面积
探究新知

解:如图,连接OA,OB,过点O作弦AB的垂线,垂足为D,交AB于点C,连接AC.
∵ OC=0.6, DC=0.3,
∴ OD=OC- DC=0.3,
∴ 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?.


O.
B
A
C
D

(3)
探究新知

  有水部分的面积:
S=S扇形OAB - SΔOAB






O















O




弓形的面积=扇形的面积±三角形的面积
S弓形=S扇形-S三角形
S弓形=S扇形+S三角形
弓形的面积公式
探究新知


变式题4 如图 ,扇形 OAB 的圆心角为 60°,半径为 6 cm,C,D 是弧 AB 的三等分点,则图中阴影部分的面积和是_____.





解析:阴影部分的面积就是扇形OAC的面积,由题意得:
∠AOC=60°÷3=20°.
S扇形OAC= =2π.
巩固练习


1.(2018?中考)如图,AB是⊙O的直径,点D为⊙O上一点,且∠ABD=30°,BO=4,则 的长为(  )
A. B. C. 2π D.
解析:连接OD,∵∠ABD=30°,∴∠AOD=2∠ABD=60°,∴∠BOD=120°,∴ 的长= = .
巩固练习

D




连接中考



2.(2018?中考)如图,在平行四边形ABCD中,∠B=60°,⊙C的半径为3,则图中阴影部分的面积是(  )
A.π B.2π C.3π D.6π
巩固练习

C




连接中考
解析:在平行四边形ABCD中,
∵∠B=60°,
∴∠C=120°,
又∵⊙C的半径为3,
∴图中阴影部分的面积是: =3π,
2.如图,Rt△ABC中,∠C=90°, ∠A=30°,BC=2,O、H分别为AB、AC的中点,将△ABC顺时针旋转120°到△A1BC1的位置,则整个旋转过程中线段OH所扫过的面积为 ( )
B.

C. D.
1.已知弧所对的圆心角为90°,半径是4,则弧长 .
C










A
B
C
O
H
C1
A1
H1
O1
课堂检测






基础巩固题
3. 如图,☉A、☉B、 ☉C、 ☉D两两不相交,且半径都是2cm,则图中阴影部分的面积是 .




A
B
C
D
课堂检测






基础巩固题
1. 如图,Rt△ABC的边BC位于直线l上,AC= ,∠ACB=90°,∠A=30°.若Rt△ABC由现在的位置向右无滑动地翻转,当点A第3次落在直线l上时,点A所经过的路线的长为________(结果用含π的式子表示).
A1
A2
C1
课堂检测






能力提升题
2. 如图、水平放置的圆柱形排水管道的截面半径是0.6cm,其中水面高0.9cm,求截面上有水部分的面积.




O











A
B
D
C
E
解:
课堂检测






能力提升题
如图,一个边长为10cm的等边三角形模板ABC在水平桌面上绕顶点C按顺时针方向旋转到△A'B'C的位置,求顶点A从开始到结束所经过的路程为多少.



A
B
A'
B'
C
解 由图可知,由于∠A'CB'=60°,则等边三角形木板绕点C按顺时针方向旋转了120°,即∠ACA' =120°,这说明顶点A经过的路程长等于弧AA' 的长.
∵等边三角形ABC的边长为10cm,
∴弧AA' 所在圆的半径为10cm.
∴l弧AA'
答:顶点A从开始到结束时所经过的路程为
课堂检测






拓广探索题
弧长
计算公式:

扇形
定义
公式


阴影部分面积
求法:整体思想
弓形
公式
S弓形=S扇形-S三角形
S弓形=S扇形+S三角形
割补法








课堂小结

第二课时











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弧长和扇形的面积(2)
下面图片是什么形状的?你会求它们的面积吗?
2. 会求圆锥的侧面积,并能解决一些简单的实际问题.


1. 体会圆锥侧面积的探索过程.

圆锥及相关概念

知识点 1
顶点
母线
底面半径
侧面

圆锥的形成

圆锥的高
母线



S
A
O
B

r
我们把连接圆锥的顶点S和底面圆上任一点的连线SA,SB 等叫做圆锥的母线.
圆锥的母线
圆锥有无数条母线,它们都相等.
圆锥的高
从圆锥的顶点到圆锥底面圆心之间的距离是圆锥的高.

要点归纳
h
由勾股定理得:
如果用r表示圆锥底面的半径, h表示圆锥的高线长, l表示圆锥的母线长,那么r、h、l 之间数量关系是:
r2+h2=l2




O

r
填一填:
根据下列条件求值(其中r、h、l 分别是圆锥的底面半径、高线、母线长)
(1)l = 2,r=1 则 h=_______.
(2) h =3, r=4 则 l =_______.
(3) l = 10, h = 8 则r=_______.
5
6
h




O

r




l


o
r
思考:圆锥的侧面展开图是什么图形?



扇形
圆锥的侧面展开图是扇形
圆锥的侧面展开图

知识点 2

问题:
1.沿着圆锥的母线,把一个圆锥的侧面展开,得到一个扇形,这个扇形的弧长与底面的周长有什么关系?
2.圆锥侧面展开图是扇形,这个扇形的半径与圆锥中的哪一条线段相等?







l


o



侧面
展开图

概念对比
r
l
r
扇形
其侧面展开图扇形的半径=母线的长
侧面展开图扇形的弧长=底面周长
圆锥的侧面积计算公式的推导




l


o



侧面
展开图
l
r

圆锥的全面积计算公式
(r表示圆锥底面的半径, l 表示圆锥的母线长 )

又∵

(l为弧长,R为扇形的半径)
例1 一个圆锥的侧面展开图是一个圆心角为120°、弧长为20 的扇形,试求该圆锥底面的半径及它的母线的长.
解:设该圆锥的底面的半径为r,母线长为a.
可得
r=10.
可得
a=30.

圆锥有关概念的计算





素养考点 1
变式题1 如图所示的扇形中,半径R=10,圆心角θ=144°,用这个扇形围成一个圆锥的侧面.
(1)则这个圆锥的底面半径r= .
(2)这个圆锥的高h= .





A
C
B




θ
R=10
O
r
4

α
O
h
r
l
例2 如图,圆锥形的烟囱帽,它的底面直径为80cm,母线为50cm.在一块大铁皮上裁剪时,如何画出这个烟囱帽的侧面展开图?求出该侧面展开图的面积.






解:该烟囱的侧面展开图是扇形,如图所示.设该扇形的面积为S.
圆锥有关面积的计算





素养考点 2

α
O
h
r
l
解法一
解法二 S= ×2πr·l= ×2π×40×50=2000π
解法三 S=πr·l= π×40×50=2000π

变式题2 已知一个圆锥的底面半径为12cm,母线长为20cm,则这个圆锥的侧面积为 ,全面积为 .

例3 蒙古包可以近似地看作由圆锥和圆柱组成,如果想用毛毡搭建20个底面积为35m2,高为3.5m,外围高为1.5m的蒙古包,至少需要多少平方米的毛毡(精确到1m2)?











利用圆锥的面积解决实际问题





素养考点 3











解:如图是一个蒙古包示意图.
根据题意,下部圆柱的底面积为35m2,高为1.5m;上部圆锥的高为3.5-1.5=2(m).
圆柱的底面积半径为
圆锥的母线长为
圆柱的侧面积为2π×3.34×1.5≈31.46(平方米),
侧面展开扇形的弧长为
圆锥的侧面积为
20×(31.46+40.81)≈1446(平方米).
答:至少需要1446平方米的毛毡.
变式题3圆锥形烟囱帽(如图)的母线长为80cm,高为38.7cm,求这个烟囱帽的面积( 取3.14,结果保留2个有效数字)



解:∵l=80,h=38.7
∴r=
∴S侧=πrl≈3.14×70×80≈1.8×104(cm2)
答:烟囱帽的面积约为1.8×104cm2.
l
h
r

(2018?中考)如图,蒙古包可近似地看作由圆锥和圆柱组成,若用毛毡搭建一个底面圆面积为25πm2,圆柱高为3m,圆锥高为2m的蒙古包,则需要毛毡的面积是(  )
A.(30+5 )πm2 B.40πm2
C. (30+5 )πm2 D.55πm2
A




连接中考
1 .圆锥的底面半径为3cm,母线长为6cm,则这个圆锥侧面展开图扇形的圆心角是_______.
2 .一个扇形,半径为30cm,圆心角为120度,用它做成一个圆锥的侧面,那么这个圆锥的底面半径为_____ .

180°
10cm
3.已知圆锥的底面的半径为3cm,高为4cm,则它的侧面积是 ,全面积是 .
15πcm2
24πcm2





基础巩固题
如图,已知圆锥的母线长AB=8cm,轴截面的顶角为60°,求圆锥全面积.
解:∵AB=AC,∠BAC=60°,
∴△ABC是等边三角形.
∴AB=BC=AC=8cm.
∴S侧=πrl=π×4×8=32π(cm2),
S底=πr2=π×4×4=16π(cm2),
∴S全=S侧+S底=48π(cm2).





能力提升题
(1)在半径为10的圆的铁片中,要裁剪出一个直角扇形,求能裁剪出的最大的直角扇形的面积?
(2)若用这个最大的直角扇形恰好围成一个圆锥,求这个圆锥的底面圆的半径?
(3)能否从最大的余料③中剪出一个圆做该圆锥的底面?请说明理由.



A
B
C




O





拓广探索题
解:(1)连接BC,则BC=20,
∵∠BAC=90°,AB=AC,
(3)延长AO交⊙O于点F,交扇形于点E,EF=
最大半径为
所以不能.


A
B
C




O
∴S扇形=
∴AB=AC=
(2)圆锥侧面展开图的弧长为:
E
F
课堂小结


r2+h2=l2
S圆锥侧=πrl.
S 圆锥全= S圆锥侧+ S圆锥底
= πrl+πr2

圆锥的高
母线

r



S
A
O
B
h




l


o



侧面
展开图
r

底面
①其侧面展开图扇形的半径=母线的长l
②侧面展开图扇形的弧长=底面周长
重要图形
重要结论


作业
内容


教材作业
从课后习题中选取
自主安排
配套练习册练习
课后作业