1、图形滚动与弧长
一、滚动圆
例1:如图1,A是硬币圆周上一点,硬币与数轴相切于A点,A代表的数为-1,假设硬币的直径为1个单位长度,若将硬币沿数轴正方向滚动一周,点A恰好与数轴上点B重合,则点B对应的实数是 。
解析:硬币滚动一周的周长为,此时的线段AB=,那么
,所以B点的对应实数为
故填:
二、滚动三角形
例2:如图2,一块含有300角的直角三角板ABC,在水平桌面上绕点C按顺时针方向旋转到的位置,若BC的长为15cm,那么顶点A从开始到结束所经过的路径长为( )
A. B. C.
2、D.
解析:三角板在旋转过程中,点A从开始到结束所经过的路
径是以点C为圆心、以AC为半径的一段弧,这段弧所对的
圆心角是1200。由BC=15cm,∠A=300可得,AC=30cm,所以
所求的这段路径长为
故选D
三、滚动正方形
例3:如图3,将边长为8cm正方形ABCD的四边沿直线向右滚动(不滑动),当正方形滚动两周时,正方形的顶点A所经过的的路线的长为多少?
解析:正方形ABCD滚动一周时如图4所示,
第一次:A点所经过的路线长是以点C为圆心、
CA为半径、圆心角为900的弧长,
∵
∴弧长为:
第二次:弧长=
第三次:是以点A为圆
3、心,AB长为半径滚动900,此时点A没有动;
第四次:经过的路线长为:
∴正方形滚动一周时,点A的经过的路线长是,当正方形ABCD滚动两周时点A所经过的路线长为
答:正方形滚动两周时,正方形的顶点A所经过的的路线的长。
四、滚动矩形
例4:如图5,矩形ABCD中,AB=8,AD=6,将矩形ABCD在直线上按顺时针方向不滑动的每秒转动900,转动3秒后停止,则顶点A经过的路线长为 。
解析:矩形在转动过程中点A从开始到结束所经过的
路径是分别以B为圆心、AB长为半径的弧;以
点为圆心、长为半径的弧;以点为圆
心、长为半径的弧的弧长之和,而每段弧所对的圆心角均为900,所以可求得点A所经过的路线长为:
点评:解决这类问题的关键是搞清楚图形在滚动过程中某点所经过的路径,即弧长共有几段,然后分别求出各段路径的长度,再求出总长度即可。
实战练习:
已知矩形ABCD的长AB=4,宽AD=3,按如图6放置在直线AP上,然后不滑动的转动,当它转动一周时(),顶点A所经过的路线长等于 。
参考答案:6π。
提示:第一次转动是以点B为圆心,BA=4为半径旋转900,转动的弧长为2π;第二次弧长为2.5π;第三次转到,转动的弧长为1.5π
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