小学奥数习题教案-4-4-3 圆与扇形(三).教师版.doc
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1、4-3-3 圆与扇形 题库page 1 of 14 圆与扇形圆与扇形 例题精讲例题精讲 研究圆、扇形、弓形与三角形、矩形、平行四边形、梯形等图形组合而成的不规则图形,通过变动图形的位 置或对图形进行分割、旋转、拼补,使它变成可以计算出面积的规则图形来计算它们的面积 圆的面积 2 r;扇形的面积 2 360 n r; 圆的周长2r;扇形的弧长2 360 n r 一、跟曲线有关的图形元素: 扇形:扇形由顶点在圆心的角的两边和这两边所截一段圆弧围成的图形,扇形是圆的一部分我们经常说 的 1 2 圆、 1 4 圆、 1 6 圆等等其实都是扇形,而这个几分之几表示的其实是这个扇形的圆心角占这个圆周角的几
2、 分之几那么一般的求法是什么呢?关键是 360 n 比如:扇形的面积所在圆的面积 360 n ; 扇形中的弧长部分所在圆的周长 360 n 扇形的周长所在圆的周长 360 n 2半径(易错点是把扇形的周长等同于扇形的弧长) 弓形:弓形一般不要求周长,主要求面积 一般来说,弓形面积扇形面积-三角形面积(除了半圆) ”弯角” :如图:弯角的面积正方形-扇形 ”谷子” :如图:“谷子”的面积弓形面积2 二、常用的思想方法: 转化思想(复杂转化为简单,不熟悉的转化为熟悉的) 等积变形(割补、平移、旋转等) 借来还去(加减法) 外围入手(从会求的图形或者能求的图形入手,看与要求的部分之间的”关系”) 板
3、块、曲线型旋转问题 【例【例 1】 正三角形正三角形ABC的边长是的边长是 6 厘米厘米, 在一条直线上将它翻滚几次在一条直线上将它翻滚几次, 使使A点再次落在这条直线上点再次落在这条直线上, 那么那么A 点在翻滚过程中经过的路线总长度是多少厘米?如果三角形面积是点在翻滚过程中经过的路线总长度是多少厘米?如果三角形面积是 15 平方厘米,那么三角形在滚平方厘米,那么三角形在滚 动过程中扫过的面积是多少平方厘米?动过程中扫过的面积是多少平方厘米?( (结果保留结果保留) ) 4-3-3 圆与扇形 题库page 2 of 14 ? A ? B ? B ? C ? A 【考点】【考点】曲线型旋转问题
4、曲线型旋转问题【难度】【难度】3 星星【题型】【题型】解答解答 【解析】如图所示,A点在翻滚过程中经过的路线为两段120的圆弧,所以路线的总长度为: 120 2628 360 厘米; 三角形在滚动过程中扫过的图形的为两个120的扇形加上一个与其相等的正三角形,面积为: 2 120 62152415 360 平方厘米 【答案】【答案】2415 【巩固【巩固】直角三角形直角三角形ABC放在一条直线上放在一条直线上,斜边斜边AC长长20厘米厘米,直角边直角边BC长长10厘米厘米如下图所示如下图所示,三角形三角形 由位置由位置绕绕A点转动点转动,到达位置到达位置,此时此时B,C点分别到达点分别到达 1
5、 B, 1 C点点;再绕再绕 1 B点转动点转动,到达位置到达位置, 此时此时A, 1 C点分别到达点分别到达 2 A, 2 C点求点求C点经点经 1 C到到 2 C走过的路径的长走过的路径的长 ? 60 ? 30 ? B ? 1 ? C ? 1 ? C ? 2 ? A ? 2 ? C ? B ? A ? ? ? 【考点】【考点】曲线型旋转问题曲线型旋转问题【难度】【难度】3 星星【题型】【题型】解答解答 【解析】由于BC为AC的一半,所以30CAB,则弧 1 CC为大圆周长的 180305 36012 ,弧 12 C C为小圆 周长的 1 4 ,而 112 CCC C即为C点经 1 C到 2
6、 C的路径,所以C点经 1 C到 2 C走过的路径的长为 515065 2202 105 12433 (厘米) 【答案】【答案】 65 3 【巩固【巩固】如图如图,一条直线上放着一个长和宽分别为一条直线上放着一个长和宽分别为4cm和和3cm的长方形的长方形它的对角线长恰好是它的对角线长恰好是5cm让这让这 个长方形绕顶点个长方形绕顶点B顺时针旋转顺时针旋转90后到达长方形后到达长方形的位置,这样连续做三次,点的位置,这样连续做三次,点A到达点到达点E的位的位 置求点置求点A走过的路程的长走过的路程的长 ? ? ? ? ? E ? D ? C ? B ? A 【考点】【考点】曲线型旋转问题曲线型
7、旋转问题【难度】【难度】3 星星【题型】【题型】解答解答 【解析】因为长方形旋转了三次,所以A点在整个运动过程中也走了三段路程(如右上图所示) 这三段路程分别是: 第 1 段是弧 1 AA,它的长度是 1 24 4 (cm); 第 2 段是弧 12 A A,它的长度是 1 25 4 (cm); 第 3 段是弧 2 A E,它的长度是 1 23 4 (cm); 4-3-3 圆与扇形 题库page 3 of 14 所以A点走过的路程长为: 111 2425236 444 (cm) 【答案】【答案】6 【例【例 2】 草场上有一个长草场上有一个长 20 米米、 宽宽 10 米的关闭着的羊圈米的关闭着
8、的羊圈, 在羊圈的一角用长在羊圈的一角用长 30 米的绳子拴着一只羊米的绳子拴着一只羊( (见如见如 图图) )问:这只羊能够活动的范围有多大?问:这只羊能够活动的范围有多大?( (圆周率取圆周率取3.14) ) 【考点】【考点】曲线型旋转问题曲线型旋转问题【难度】【难度】3 星星【题型】【题型】解答解答 【解析】如图所示,羊活动的范围可以分为A,B,C三部分,其中A是半径30米的 3 4 个圆,B,C分别是 半径为20米和10米的 1 4 个圆 所以羊活动的范围是 222 311 3020 10 444 222 311 302010 444 2512 【答案】【答案】2512 【巩固【巩固】
9、一只狗被拴在底座为边长一只狗被拴在底座为边长3m的等边三角形建筑物的墙角上的等边三角形建筑物的墙角上( (如图如图) ),绳长是绳长是4m,求狗所能到的地方求狗所能到的地方 的总面积的总面积( (圆周率按圆周率按3.14计算计算) ) 3 3 【考点】【考点】曲线型旋转问题曲线型旋转问题【难度】【难度】3 星星【题型】【题型】解答解答 【解析】如图所示,羊活动的范围是一个半径4m,圆心角 300的扇形与两个半径1m,圆心角 120的扇 形之和所以答案是 2 43.96m 【答案】【答案】43.96 【例【例 3】 如图是一个直径为如图是一个直径为3cm的半圆的半圆, 让这个半圆以让这个半圆以A
10、点为轴沿逆时针方向旋转点为轴沿逆时针方向旋转60, 此时此时B点移动到点移动到B 点,求阴影部分的面积点,求阴影部分的面积( (图中长度单位为图中长度单位为cm,圆周率按,圆周率按3计算计算) ) 4-3-3 圆与扇形 题库page 4 of 14 【考点】【考点】曲线型旋转问题曲线型旋转问题【难度】【难度】3 星星【题型】【题型】解答解答 【解析】面积圆心角为60的扇形面积半圆空白部分面积(也是半圆)圆心角为60的扇形面积 22 603 34.5(cm ) 3602 【答案】【答案】4.5 【例【例 4】 如图所示如图所示,直角三角形直角三角形ABC的斜边的斜边AB长为长为 10 厘米厘米,
11、60ABC,此时此时BC长长 5 厘米厘米以点以点B为为 中心,将中心,将ABC顺时针旋转顺时针旋转120,点,点A、C分别到达点分别到达点E、D的位置求的位置求AC边扫过的图形即图边扫过的图形即图 中阴影部分的面积中阴影部分的面积( (取取 3) ) 【考点】【考点】曲线型旋转问题曲线型旋转问题【难度】【难度】3 星星【题型】【题型】解答解答 【解析】注意分割、平移、补齐 如图所示,将图形移补到图形的位置, 因为60EBD,那么120ABE, 则阴影部分为一圆环的 1 3 所以阴影部分面积为 22 1 75 3 ABBC(平方厘米) 【答案】【答案】75 【巩固】如右图,以【巩固】如右图,以
12、OA为斜边的直角三角形的面积是为斜边的直角三角形的面积是 24 平方厘米,斜边长平方厘米,斜边长 10 厘米,将它以厘米,将它以O点为中心旋点为中心旋 转转90,问:三角形扫过的面积是多少?,问:三角形扫过的面积是多少?( (取取 3) ) 4-3-3 圆与扇形 题库page 5 of 14 【考点】【考点】曲线型旋转问题曲线型旋转问题【难度】【难度】3 星星【题型】【题型】解答解答 【解析】从图中可以看出,直角三角形扫过的面积就是图中图形的总面积,等于一个三角形的面积与四分之 一圆的面积之和圆的半径就是直角三角形的斜边OA 因此可以求得,三角形扫过的面积为: 1 24 10 10242599
13、 4 (平方厘米) 【答案】【答案】99 【巩固】【巩固】( (“学而思杯学而思杯”数学试题数学试题) )如图,直角三角形如图,直角三角形ABC中,中,B为直角,且为直角,且2BC 厘米,厘米,4AC 厘米厘米, 则在将则在将ABC绕绕C点顺时针旋转点顺时针旋转120的过程中,的过程中,AB边扫过图形的面积为边扫过图形的面积为( (3.14) ) ? C ? B ? A ? B ? A ? C ? B ? A 【考点】【考点】曲线型旋转问题曲线型旋转问题【难度】【难度】3 星星【题型】【题型】解答解答 【解析】如右上图所示,假设ABC旋转120到达A B C的位置阴影部分为AB边扫过的图形 从
14、图中可以看出,阴影部分面积等于整个图形的总面积减去空白部分面积,而整个图形总面积等于 扇形ACA的面积与ABC的面积之和,空白部分面积等于扇形BCB的面积与A B C的面积,由 于ABC的面积与A B C的面积相等,所以阴影部分的面积等于扇形ACA与扇形BCB的面积之 差,为 22 120120 42412.56 360360 (平方厘米) 【答案】【答案】12.56 【例【例 5】 如下图,如下图,ABCABC是一个等腰直角三角形,直角边的长度是是一个等腰直角三角形,直角边的长度是 1 1 米。现在以米。现在以 C C 点为圆点,顺时针旋点为圆点,顺时针旋转转 9090 度,那么,度,那么,
15、ABAB边在旋转时所扫过的面积是平方米边在旋转时所扫过的面积是平方米。 (= =3.143.14) 【考点】【考点】曲线型旋转问题曲线型旋转问题【难度】【难度】3 星星【题型】【题型】解答解答 【解析】【解析】【解析】【解析】边扫过的面积为左下图阴影部分,可分为右下图所示的两部分。 4-3-3 圆与扇形 题库page 6 of 14 因为 222 1rr,所以 2 1 2 r 。 所求面积为 2222 1111 1110.6775 424428 r (平方米) 【答案】【答案】0.6775 【例【例 6】 如图如图 30-14,将长方形,将长方形 ABCD 绕顶点绕顶点 C 顺时针旋转顺时针旋
16、转 90 度,若度,若 AB=4,BC=3,AC=5,求,求 AD 边扫边扫 过部分的面积过部分的面积(取取 3.14) 【考点】【考点】曲线型旋转问题曲线型旋转问题【难度】【难度】3 星星【题型】【题型】解答解答 【解析】如下图所示, 如下图所示,端点 A 扫过的轨迹为AA A ,端点 D 扫过轨迹为DD D ,而 AD 之间的点,扫过的轨迹 在以 A、D 轨迹,AD,A D 所形成的封闭图形内,且这个封闭图形的每一点都有线段 AD 上某点扫过, 所以 AD 边扫过的图形为阴影部分显然, 有阴影部分面积为 A D CACAACD SSSS 直角扇形直角扇形CD D,而直角三角形A D C 、
17、ACD 面积相等 = A D CACAACDACA SSSSSS 直角扇形直角扇形CD D扇形扇形CD D 2222 90909 =(54 )7.065() 36036044 ACCD 平方厘米 即 AD 边扫过部分的面积为 7065 平方厘米 【答案】【答案】7.065 【例【例 7】 ( (祖冲之杯竞赛试题祖冲之杯竞赛试题) )如图如图,ABCD是一个长为是一个长为4,宽为宽为3,对角线长为对角线长为5的正方形的正方形,它绕它绕C点按顺点按顺 时针方向旋转时针方向旋转90,分别求出四边扫过图形的面积,分别求出四边扫过图形的面积 4-3-3 圆与扇形 题库page 7 of 14 ? C ?
18、 B ? D ? A 【考点】【考点】曲线型旋转问题曲线型旋转问题【难度】【难度】3 星星【题型】【题型】解答解答 【解析】容易发现,DC边和BC边旋转后扫过的图形都是以线段长度为半径的圆的 1 4 ,如图: ? B ? A ? D ? C ? B ? A 因此 DC 边扫过图形的面积为4,BC边扫过图形的面积为 9 4 2、研究AB边的情况 在整个AB边上,距离C点最近的点是B点,最远的点是A点,因此整条线段所扫过部分应该介于 这两个点所扫过弧线之间,见如图中阴影部分: D C B B A A 下面来求这部分的面积 观察图形可以发现,所求阴影部分的面积实际上是: 扇形ACA面积三角形A B
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