圆弧计算公式

一. 教学内容:

弧长及扇形的面积 圆锥的侧面积

二. 教学要求

1、了解弧长计算公式及扇形面积计算公式,并会运用公式解决具体问题。 2、了解圆锥的侧面积公式,并会应用公式解决问题。

三. 重点及难点 重点:

1、弧长的公式、扇形面积公式及其应用。

2、圆锥的侧面积展开图及圆锥的侧面积、全面积的计算。 难点:

1、弧长公式、扇形面积公式的推导。 2、圆锥的侧面积、全面积的计算。

[知识要点]

知识点1、弧长公式

因为360°的圆心角所对的弧长就是圆周长C=2R,所以1

°的圆心角所对的弧长是

,于是可得半径为R的圆中,n°的圆心角所对的弧长l的计算公式:,

说明:(1)在弧长公式中,n表示1°的圆心角的倍数,n和180都不带单位“度”,例如,圆的半径R=10,计算20°的圆心角所对的弧长l时,不要错写成

(2)在弧长公式中,已知l,n,R中的任意两个量,都可以求出第三个量。

知识点2、扇形的面积

如图所示,阴影部分的面积就是半径为R,圆心角为n°的扇形面积,显然扇形的面积是它所在圆的面积的一部分,因为圆心角是360°的扇形面积等于圆面积为1°的扇形面积是

又因为扇形的弧长的另一个计算公式:

,由此得圆心角为n°的扇形面积的计算公式是

,扇形面积。

,所以圆心角

,所以又得到扇形面积

知识点3、弓形的面积

(1)弓形的定义:由弦及其所对的弧(包括劣弧、优弧、半圆)组成的图形叫做弓形。 (2)弓形的周长=弦长+弧长 (3)弓形的面积

如图所示,每个圆中的阴影部分的面积都是一个弓形的面积,从图中可以看出,只要把扇形OAmB的面积和△AOB的面积计算出来,就可以得到弓形AmB的面积。

当弓形所含的弧是劣弧时,如图1所示,当弓形所含的弧是优弧时,如图2所示,

当弓形所含的弧是半圆时,如图3所示,

例:如图所示,⊙O的半径为2,∠ABC=45°,则图中阴影部分的面积是 ( )(结果用表示)

分析:由图可知由圆周角定理可知∠ABC

=∠AOC=2∠ABC=90°,所以△OAC是直角三角形,所以

所以

∠AOC,所以

(2)扇形与弓形的联系与区别

知识点4、圆锥的侧面积

圆锥的侧面展开图是一个扇形,如图所示,设圆锥的母线长为l,底面圆的半径为r,那么这个扇形的半径为l,扇形的弧长为2面积

,圆锥的侧面积

,圆锥的全

说明:(1)圆锥的侧面积与底面积之和称为圆锥的全面积。

(2)研究有关圆锥的侧面积和全面积的计算问题,关键是理解圆锥的侧面积公式,并明确圆锥全面积与侧面积之间的关系。 知识点5、圆柱的侧面积

圆柱的侧面积展开图是矩形,如图所示,其两邻边分别为圆柱的高和圆柱底面圆的周长,若圆柱的底面半径为r,高为h,则圆柱的侧面

,圆柱的全面

知识小结:

【典型例题】

例1. (2003.辽宁)如图所示,在同心圆中,两圆的半径分别为2,1,∠AOB=120°,则阴影部分的面积是( )

A.

B.

C. D. 分析:阴影部分所在的两个扇形的圆心角为所以

故答案为:B.

例2. (2004·陕西)如图所示,点C在以AB为直径的半圆上,连接AC,BC,AB=10厘米,tan∠BAC=

,求阴影部分的面积。

分析:本题考查的知识点有:(1)直径所对圆周角为90°,(2)解直角三角形的知识(3)组合图形面积的计算。

解:因为AB为直径,所以∠ACB=90°,

在Rt△ABC中,AB=10, tan∠BAC=,而tan∠BAC=设BC=3k,AC=4k,(k不为0,且为正数) 由勾股定理得所以BC=6,AC=8,所以

例3. (2003.福州)如图所示,已知扇形AOB的圆心角为直角,正方形OCDE内接于扇形AOB,点C,E,D分别在OA,OB及AB弧上,过点A作AF⊥ED交ED的延长线于F,垂足为F,如果正方形的边长为1,那么阴影部分的面积为( )

,而

分析:连接OD,由正方形性质可知∠EOD=∠DOC=45°,在Rt△OED中,OD

因为正方形的边长为1,所以OE=DE=1,所以

,设两部分阴影的面积中的

一部分为M,另一部分为N,则,阴影部分面积可求,但这种方法较麻烦,用割补法解此题较为简单,设一部分空白面积为P,

因为∠BOD=∠DOC,所以

所以M=P,所以

答案:

例4. 如图所示,直角梯形ABCD中,∠B=90°,AD∥BC,AB=2,BC=7,AD=3,以BC为轴把直角梯形ABCD旋转一周,求所得几何体的表面积。

分析:将直角梯形ABCD绕BC旋转一周所得的几何体是由相同底面的圆柱和圆锥组成的,所得几何体的表面积是圆锥的侧面积、圆柱的侧面积和底面积三者之和。

解:作DH⊥BC于H,所以DH=AB=2 CH=BC-BH=BC-AD=7-3=4 在△CDH中,

所以

例5. (2003.宁波)已知扇形的圆心角为120°,面积为300平方厘米 (1)求扇形的弧长。

(2)若把此扇形卷成一个圆锥,则这个圆锥的轴截面面积是多少?

分析:(1)由扇形面积公式

,可得扇形半径R,扇形的弧长可由弧长

公式求得。(2)由此扇形卷成的圆锥如图所示,这个圆锥的轴截面为等腰三角形ABC,(1)问中求得的弧长是这个圆锥的底面圆周长,而圆周长公式为C=2r,底面圆半径r即CD的长可求,圆锥的高AD可在Rt△ADC中求得,所以

解:(1)设扇形的半径为R,

可求。

由,得,解得R=30.

所以扇形的弧长(厘米)。

(2)如图所示,在等腰三角形ABC中,AB=AC=R=30,BC=2r,底面圆周长C=2r,因为底面圆周长即为扇形的弧长,所以

在Rt△ADC中,高AD=所以轴截面面积

(平方厘米)。

【模拟试题】(答题时间:40分钟)

一、选择题

1. 若一个扇形的圆心角是45°,面积为2л,则这个扇形的半径是( ) A. 4 B. 2 C. 47л D. 2л

2. 扇形的圆心角是60°,则扇形的面积是所在图面积的( )

A.

B.

C.

D.

3. 扇形的面积等于其半径的平方,则扇形的圆心角是( )

A. 90° B. C. D.180°

4. 两同心圆的圆心是O,大圆的半径是以OA,OB分别交小圆于点M, N.已知大圆半径是小圆半径的3倍,则扇形OAB的面积是扇形OMN的面积的( )

A. 2倍 B. 3倍 C. 6倍 D. 9倍

5. 半圆O的直径为6cm,∠BAC=30°,则阴影部分的面积是( ) A.

C.

B. D.

6 用一个半径长为 6cm 的半圆围成一个圆锥的侧面,则此圆锥的底面半径为( ) A. 2cm B. 3cm C. 4cm D. 6cm

7. 圆锥的全面积和侧面积之比是3 :2,这个圆锥的轴截面的顶角是( ) A. 30° B. 60° C. 90° D. 120°

8. 已知两个母线相等的圆锥的侧面展开图恰好能拼成一个圆,且它们的侧面积之比为1∶2,则它们的高之比为( )

A. 2:1 B. 3:2 C. 2: D. 5:

9. 如图,在△ABC中,∠C =Rt∠,AC > BC,若以AC为底面圆半径,BC为高的圆锥的侧面积为S1,以BC为底面圆半径,AC为高的圆锥的侧面积为S2,则( )

A. S1=S2 B. S1 > S2 C. S1

二、填空题

1. 扇形的弧长是12лcm,其圆心角是90°,则扇形的半径是 cm ,扇形的面积是 cm2.

2. 扇形的半径是一个圆的半径的3倍,且扇形面积等于圆面积,则扇形的圆心角是 . 3. 已知扇形面积是12cm2,半径为8cm,则扇形周长为 .

4 在△ABC中,AB=3,AC=4,∠A=90°,把Rt△ABC绕直线AC旋转一周得到一

个圆锥,其全面积为S1;把Rt△ABC绕AB旋转一周得到另一个圆锥,其全面积为S2,则S1: S2= 。

5. 一个圆柱形容器的底面直径为2cm,要用一块圆心角为240°的扇形铁板做一个圆锥形的盖子,做成的盖子要能盖住圆柱形容器,这个扇形的半径至少要有 cm。 6. 如图,扇形AOB的圆心角为60°,半径为6cm,C,D分别是影部分的面积是 。

的三等分点,则阴

7. 如图正方形的边长为2,分别以正方形的两个对角顶点为圆心,以2为半径画弧,则阴影部分面积为 。

三、计算题

1. 如图,在Rt△ABC中,AC=BC ,以A为圆心画弧,交AB于点D,交AC延长线于点F,交BC于点E,若图中两个阴影部分的面积相等,求AC与AF的长度之比(л取3)。

2. 一个等边圆柱(轴截面是正方形的圆柱)的侧面积是S1,另一个圆锥的侧面积是S2,如果圆锥和圆柱等底等高,求.

3. 圆锥的底面半径是R,母线长是3R,M是底面圆周上一点,从点M拉一根绳子绕圆锥一圈,再回到M点,求这根绳子的最短长度.

【试题答案】

一、选择题 1. A 2. B 3. C 4. D 5. B 6. B 7. B 8. C 9. B

二、填空题

1、24 1442、40° 3、19cm 4、3:4 5、3 6、2 7、2-4

三、计算题 1、连接AE,则

,所以

2、

3、连接展开图的两个端点MM',即是最短长度。

利用等量关系得出∠MAM′=120°,∠AMD=30°,AD=

一. 教学内容:

弧长及扇形的面积 圆锥的侧面积

二. 教学要求

1、了解弧长计算公式及扇形面积计算公式,并会运用公式解决具体问题。 2、了解圆锥的侧面积公式,并会应用公式解决问题。

三. 重点及难点 重点:

1、弧长的公式、扇形面积公式及其应用。

2、圆锥的侧面积展开图及圆锥的侧面积、全面积的计算。 难点:

1、弧长公式、扇形面积公式的推导。 2、圆锥的侧面积、全面积的计算。

[知识要点]

知识点1、弧长公式

因为360°的圆心角所对的弧长就是圆周长C=2R,所以1

°的圆心角所对的弧长是

,于是可得半径为R的圆中,n°的圆心角所对的弧长l的计算公式:,

说明:(1)在弧长公式中,n表示1°的圆心角的倍数,n和180都不带单位“度”,例如,圆的半径R=10,计算20°的圆心角所对的弧长l时,不要错写成

(2)在弧长公式中,已知l,n,R中的任意两个量,都可以求出第三个量。

知识点2、扇形的面积

如图所示,阴影部分的面积就是半径为R,圆心角为n°的扇形面积,显然扇形的面积是它所在圆的面积的一部分,因为圆心角是360°的扇形面积等于圆面积为1°的扇形面积是

又因为扇形的弧长的另一个计算公式:

,由此得圆心角为n°的扇形面积的计算公式是

,扇形面积。

,所以圆心角

,所以又得到扇形面积

知识点3、弓形的面积

(1)弓形的定义:由弦及其所对的弧(包括劣弧、优弧、半圆)组成的图形叫做弓形。 (2)弓形的周长=弦长+弧长 (3)弓形的面积

如图所示,每个圆中的阴影部分的面积都是一个弓形的面积,从图中可以看出,只要把扇形OAmB的面积和△AOB的面积计算出来,就可以得到弓形AmB的面积。

当弓形所含的弧是劣弧时,如图1所示,当弓形所含的弧是优弧时,如图2所示,

当弓形所含的弧是半圆时,如图3所示,

例:如图所示,⊙O的半径为2,∠ABC=45°,则图中阴影部分的面积是 ( )(结果用表示)

分析:由图可知由圆周角定理可知∠ABC

=∠AOC=2∠ABC=90°,所以△OAC是直角三角形,所以

所以

∠AOC,所以

(2)扇形与弓形的联系与区别

知识点4、圆锥的侧面积

圆锥的侧面展开图是一个扇形,如图所示,设圆锥的母线长为l,底面圆的半径为r,那么这个扇形的半径为l,扇形的弧长为2面积

,圆锥的侧面积

,圆锥的全

说明:(1)圆锥的侧面积与底面积之和称为圆锥的全面积。

(2)研究有关圆锥的侧面积和全面积的计算问题,关键是理解圆锥的侧面积公式,并明确圆锥全面积与侧面积之间的关系。 知识点5、圆柱的侧面积

圆柱的侧面积展开图是矩形,如图所示,其两邻边分别为圆柱的高和圆柱底面圆的周长,若圆柱的底面半径为r,高为h,则圆柱的侧面

,圆柱的全面

知识小结:

【典型例题】

例1. (2003.辽宁)如图所示,在同心圆中,两圆的半径分别为2,1,∠AOB=120°,则阴影部分的面积是( )

A.

B.

C. D. 分析:阴影部分所在的两个扇形的圆心角为所以

故答案为:B.

例2. (2004·陕西)如图所示,点C在以AB为直径的半圆上,连接AC,BC,AB=10厘米,tan∠BAC=

,求阴影部分的面积。

分析:本题考查的知识点有:(1)直径所对圆周角为90°,(2)解直角三角形的知识(3)组合图形面积的计算。

解:因为AB为直径,所以∠ACB=90°,

在Rt△ABC中,AB=10, tan∠BAC=,而tan∠BAC=设BC=3k,AC=4k,(k不为0,且为正数) 由勾股定理得所以BC=6,AC=8,所以

例3. (2003.福州)如图所示,已知扇形AOB的圆心角为直角,正方形OCDE内接于扇形AOB,点C,E,D分别在OA,OB及AB弧上,过点A作AF⊥ED交ED的延长线于F,垂足为F,如果正方形的边长为1,那么阴影部分的面积为( )

,而

分析:连接OD,由正方形性质可知∠EOD=∠DOC=45°,在Rt△OED中,OD

因为正方形的边长为1,所以OE=DE=1,所以

,设两部分阴影的面积中的

一部分为M,另一部分为N,则,阴影部分面积可求,但这种方法较麻烦,用割补法解此题较为简单,设一部分空白面积为P,

因为∠BOD=∠DOC,所以

所以M=P,所以

答案:

例4. 如图所示,直角梯形ABCD中,∠B=90°,AD∥BC,AB=2,BC=7,AD=3,以BC为轴把直角梯形ABCD旋转一周,求所得几何体的表面积。

分析:将直角梯形ABCD绕BC旋转一周所得的几何体是由相同底面的圆柱和圆锥组成的,所得几何体的表面积是圆锥的侧面积、圆柱的侧面积和底面积三者之和。

解:作DH⊥BC于H,所以DH=AB=2 CH=BC-BH=BC-AD=7-3=4 在△CDH中,

所以

例5. (2003.宁波)已知扇形的圆心角为120°,面积为300平方厘米 (1)求扇形的弧长。

(2)若把此扇形卷成一个圆锥,则这个圆锥的轴截面面积是多少?

分析:(1)由扇形面积公式

,可得扇形半径R,扇形的弧长可由弧长

公式求得。(2)由此扇形卷成的圆锥如图所示,这个圆锥的轴截面为等腰三角形ABC,(1)问中求得的弧长是这个圆锥的底面圆周长,而圆周长公式为C=2r,底面圆半径r即CD的长可求,圆锥的高AD可在Rt△ADC中求得,所以

解:(1)设扇形的半径为R,

可求。

由,得,解得R=30.

所以扇形的弧长(厘米)。

(2)如图所示,在等腰三角形ABC中,AB=AC=R=30,BC=2r,底面圆周长C=2r,因为底面圆周长即为扇形的弧长,所以

在Rt△ADC中,高AD=所以轴截面面积

(平方厘米)。

【模拟试题】(答题时间:40分钟)

一、选择题

1. 若一个扇形的圆心角是45°,面积为2л,则这个扇形的半径是( ) A. 4 B. 2 C. 47л D. 2л

2. 扇形的圆心角是60°,则扇形的面积是所在图面积的( )

A.

B.

C.

D.

3. 扇形的面积等于其半径的平方,则扇形的圆心角是( )

A. 90° B. C. D.180°

4. 两同心圆的圆心是O,大圆的半径是以OA,OB分别交小圆于点M, N.已知大圆半径是小圆半径的3倍,则扇形OAB的面积是扇形OMN的面积的( )

A. 2倍 B. 3倍 C. 6倍 D. 9倍

5. 半圆O的直径为6cm,∠BAC=30°,则阴影部分的面积是( ) A.

C.

B. D.

6 用一个半径长为 6cm 的半圆围成一个圆锥的侧面,则此圆锥的底面半径为( ) A. 2cm B. 3cm C. 4cm D. 6cm

7. 圆锥的全面积和侧面积之比是3 :2,这个圆锥的轴截面的顶角是( ) A. 30° B. 60° C. 90° D. 120°

8. 已知两个母线相等的圆锥的侧面展开图恰好能拼成一个圆,且它们的侧面积之比为1∶2,则它们的高之比为( )

A. 2:1 B. 3:2 C. 2: D. 5:

9. 如图,在△ABC中,∠C =Rt∠,AC > BC,若以AC为底面圆半径,BC为高的圆锥的侧面积为S1,以BC为底面圆半径,AC为高的圆锥的侧面积为S2,则( )

A. S1=S2 B. S1 > S2 C. S1

二、填空题

1. 扇形的弧长是12лcm,其圆心角是90°,则扇形的半径是 cm ,扇形的面积是 cm2.

2. 扇形的半径是一个圆的半径的3倍,且扇形面积等于圆面积,则扇形的圆心角是 . 3. 已知扇形面积是12cm2,半径为8cm,则扇形周长为 .

4 在△ABC中,AB=3,AC=4,∠A=90°,把Rt△ABC绕直线AC旋转一周得到一

个圆锥,其全面积为S1;把Rt△ABC绕AB旋转一周得到另一个圆锥,其全面积为S2,则S1: S2= 。

5. 一个圆柱形容器的底面直径为2cm,要用一块圆心角为240°的扇形铁板做一个圆锥形的盖子,做成的盖子要能盖住圆柱形容器,这个扇形的半径至少要有 cm。 6. 如图,扇形AOB的圆心角为60°,半径为6cm,C,D分别是影部分的面积是 。

的三等分点,则阴

7. 如图正方形的边长为2,分别以正方形的两个对角顶点为圆心,以2为半径画弧,则阴影部分面积为 。

三、计算题

1. 如图,在Rt△ABC中,AC=BC ,以A为圆心画弧,交AB于点D,交AC延长线于点F,交BC于点E,若图中两个阴影部分的面积相等,求AC与AF的长度之比(л取3)。

2. 一个等边圆柱(轴截面是正方形的圆柱)的侧面积是S1,另一个圆锥的侧面积是S2,如果圆锥和圆柱等底等高,求.

3. 圆锥的底面半径是R,母线长是3R,M是底面圆周上一点,从点M拉一根绳子绕圆锥一圈,再回到M点,求这根绳子的最短长度.

【试题答案】

一、选择题 1. A 2. B 3. C 4. D 5. B 6. B 7. B 8. C 9. B

二、填空题

1、24 1442、40° 3、19cm 4、3:4 5、3 6、2 7、2-4

三、计算题 1、连接AE,则

,所以

2、

3、连接展开图的两个端点MM',即是最短长度。

利用等量关系得出∠MAM′=120°,∠AMD=30°,AD=


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