北师大版九年级下册6 利用三角函数测高学案
展开1. 能够对所得到的数据进行分析,能够对仪器进行调整和对测量结果进行矫正,从而得出符合实际的结果.
2.能综合应用直角三角形的边角关系的知识解决实际问题.
学习策略
1.经历运用仪器进行实地测量以及撰写活动报告的过程.积极参与数学活动,积累数学活动的经验,提高对实验数据的处理能力.
2.学会将实际问题转化为数学模型的方法,在提高分析问题、解决问题的能力的同时,增强数学的应用意识.
学习过程
一.复习回顾:
1、什么是仰角?什么是俯角?
2、直角三角形ABC中,∠C=90°,a、b、c、∠A、∠B这五个元素间有哪些等量关系呢?
二.新课学习:
活动一:设计活动方案,自制仪器
(1)测倾器(或测角仪、经纬仪等)有哪几部分构成?
(2)制作测角仪时应注意什么?
(3)小组讨论总结测倾器的制作方法和使用步骤.
活动二:测量倾斜角
(1)把测角仪的支杆竖直插入地面,使支杆的中心线、铅垂线和度盘的0°刻度线重合,这时度盘的顶线PQ在水平位置M.
(2)转动度盘,使度盘的直径对准目标M,记下此时铅垂线指的度数.那么这个度数就是较高目标M的仰角.
(3)这样做的依据是什么?
活动三:测量底部可以到达的物体的高度.
要测物体MN的高度,可按下列步骤进行:(如下图)
(1)在测点A处安置测倾器(即测角仪),测得M的仰角∠MCE=α.
(2)量出测点A到物体底部N的水平距离AN=l.
(3)量出测倾器(即测角仪)的高度AC=a(即顶线PQ成水平位置时,它与地面的距离).根据测量数据,就能求出物体MN的高度.
在Rt△MEC中,∠MCE=α,AN=EC=l,所以tanα=,即ME
=tana·EC=l·tanα.又因为NE=AC=a,所以MN=ME+EN=l·tanα+a.
活动四:测量底部不可以到达的物体的高度.
(1)你们能设计一个方案测量底部可以到达的物体的高度吗?
(2)需要用到哪些工具?(工具尽可能简单、尽可能少)
(3)需要测量哪些数据?(数据尽可能方便、尽可能少)
(4)根据测量数据,如何计算物体的高度?
要测量物体MN的高度,可按下列步骤进行:
(1)在测点A处安置测角仪,测得此时物体MN的顶端M的仰角∠MCE=α.
(2)在测点A与物体之间的B处安置测角仪(A、B与N都在同一条直线上),此时测得M的仰角∠MDE=β.
(3)量出测角仪的高度AC=BD=a,以及测点A,B之间的距离AB=b
(4)根据测量的AB的长度,AC、BD的高度以及∠MCE、∠MDE的大小,根据直角三角形的边角关系.即可求出MN的高度.
解:∵在Rt△MDE中,ED=ME/tanβ,
在Rt△MCE中,EC =ME/tanα,∴EC-ED=b,
∴
∴
∴
三.尝试应用:
1. 如图,两建筑物的水平距离为a米,从A点测得D点的俯角为α,测得C点的俯角为β. 则较低建筑物CD的高度为( ).
A.a米 B. C. D. a (tanβ- tanα)
2. 如图,在高20米的建筑物CD的顶部C测得塔顶A的仰角为60°,测得塔底B的俯角为30°,则塔高AB = 米
3. 如图,为庆祝元旦节日,阴平中学在主楼的顶部D和大门的上方A之间挂一些彩旗.经测量,得到大门AB的高度是5m,大门距主楼的距离是30m,在大门处测得主楼顶部的仰角是30°,而当时侧倾器离地面1.4m,求:学校主楼的高度(精确到0.01m).
四.自主总结:
1. 当从低处观测高处的目标时,视线与水平线所成的锐角称为 ,当从高处观测低处的目标时,视线与水平线所成的锐角称为 .
2. 简单的测倾器由 、 和 组成.
3.
五.达标测试
一、选择题
1.如图,在地面上的点A处测得树顶B的仰角α=75°,若AC=6米,则树高BC为( )
A.6sin75°米B.米C.米D.6tan75°米
2.如图,某课外活动小组在测量旗杆高度的活动中,已测得仰角∠CAE=33°,AB=a,BD=b,则下列求旗杆CD长的正确式子是( )
A.CD=b sin33°+aB.CD=b cs33°+a
C.CD=b tan33°+aD.CD=
3.济南大明湖畔的“超然楼”被称作“江北第一楼”,某校数学社团的同学对超然楼的高度进行了测量,如图,他们在A处仰望塔顶,测得仰角为30°,再往楼的方向前进60m至B处,测得仰角为60°,若学生的身高忽略不计,≈1.7,结果精确到1m,则该楼的高度CD为( )
A.47mB.51mC.53mD.54m
二、填空题
4. 如图小明在楼上点A处测得旗杆BC顶部B的仰角为30°,测得旗杆底部C的俯角为60°,已知点A距地面高AD为12m,旗杆的高度为 m.
5.如图,某渔船在海面上朝正东方向匀速航行,在A处观测到灯塔M在北偏东60°方向上,且AM=100海里.那么该船继续航行 海里可使渔船到达离灯塔距离最近的位置.
6. 某中学初三年级的学生开展测量物体高度的实践活动,他们要测量一幢建筑物AB的高度.如图,他们先在点C处测得建筑物AB的顶点A的仰角为30°,然后向建筑物AB前进20m到达点D处,又测得点 A的仰角为60°,则建筑物AB的高度是 m.
三、解答题
7.某数学兴趣小组的同学在一次数学活动中,为了测量某建筑物AB的高,他们来到与建筑物AB在同一平地且相距12米的建筑物CD上的C处观察,测得某建筑物顶部A的仰角为30°、底部B的俯角为45°.求建筑物AB的高(精确到1米).(可供选用的数据:≈1.4,≈1.7).
8.如图,防洪大堤的横断面是梯形,背水坡AB的坡比i=1:,且AB=30m,李亮同学在大堤上A点处用高1.5m的测量仪测出高压电线杆CD顶端D的仰角为30°,己知地面BC宽30m,求高压电线杆CD的高度(结果保留三个有效数字,≈1.732)
9.如图,某高速公路建设中需要确定隧道AB的长度.当飞机在离地面高度CE=1500m时,测量人员从C处测得A、B两点处的俯角分别为60°和45°.
求隧道AB的长(≈1.732,结果保留整数).
10.如图,利用热气球探测器测量大楼AB的高度.从热气球P处测得大楼顶部B的俯角为37°,大楼底部A的俯角为60°,此时热气球P离地面的高度为120m.试求大楼AB的高度(精确到0.1m).(参考数据:sin37°≈0.60,cs37°≈0.80,tan37°≈0.75,≈1.73)
1.6利用三角函数测高达标测试答案
一、选择题
1.【解析】根据题意可知BC⊥AC,在Rt△ABC中,AC=7米,∠BAC=α,利用三角函数即可求出BC的高度.
【解答】解:∵BC⊥AC,AC=7米,∠BAC=α,
∴=tanα,
∴BC=AC•tanα=6tanα(米).
故选;D.
【点评】本题考查了解直角三角形的应用,关键是根据仰角构造直角三角形,利用三角函数求解.
2.【解析】在直角三角形CAE中,利用BD的长和已知的角的度数,利用正切函数可求得CE的长,再由CD=CE+ED即可求解.
【解答】解:由题意则AE=BD,即AE=b.
在直角△AEC中,∠ACE=33°,
CE=AEtan33°=btan33°.
则CD=CE+ED=btan33°+a.
故选C.
【点评】考查了解直角三角形的应用﹣仰角俯角问题,本题主要利用了直角三角形的边角关系来解题,通过构造直角三角形,将实际问题转化为数学问题是解答此类题目的关键所在.
3. 【解析】由题意易得:∠A=30°,∠DBC=60°,DC⊥AC,即可证得△ABD是等腰三角形,然后利用三角函数,求得答案.
【解答】解:根据题意得:∠A=30°,∠DBC=60°,DC⊥AC,
∴∠ADB=∠DBC﹣∠A=30°,
∴∠ADB=∠A=30°,
∴BD=AB=60m,
∴CD=BD•sin60°=60×=30≈51(m).
故选B.
【点评】此题考查了解直角三角形的应用﹣仰角俯角问题.注意证得△ABD是等腰三角形,利用特殊角的三角函数值求解是关键.
二、填空题
4.【解析】过A作AE⊥BC于E,在Rt△ACE中,已知了CE的长,可利用俯角∠CAE的正切函数求出AE的值;进而在Rt△ABE中,利用仰角∠BAE的正切函数求出BE的长;BC=BE+CE.
【解答】解:过A作AE⊥BC于E.
∵AD∥CE,
∴Rt△ACE中,CE=AD=12m,∠CAE=60°,
∴AE=CE÷tan60°=4.
Rt△AEB中,AE=4,∠BAE=30°,
∴BE=AE•tan30°=4.
BC=BE+CE=4+12=16.
故答案为:16米.
【点评】本题考查直角三角形的解法,首先构造直角三角形,再运用三角函数的定义解题,是中考常见题型,解题的关键是作出高线构造直角三角形.
5.【解析】过M作东西方向的垂线,设垂足为N.由题易可得∠MAN=30°,在Rt△MAN中,根据锐角三角函数的定义求出AN的长即可.
【解答】解:如图,过M作东西方向的垂线,设垂足为N.
易知:∠MAN=90°﹣60°=30°.
在Rt△AMN中,∵∠ANM=90°,∠MAN=30°,AM=100海里,
∴AN=AM•cs∠MAN=100×=50海里.
故该船继续航行50海里可使渔船到达离灯塔距离最近的位置.
故答案为50.
【点评】本题主要考查了解直角三角形的应用﹣方向角问题,三角函数的定义,利用垂线段最短的性质作出辅助线是解决本题的关键.
6.【解析】设AB=x,在Rt△ABC中表示出BC,在Rt△ABD中表示出BD,再由CD=20米,可得关于x的方程,解出即可得出答案.
【解答】解:设AB=x,
在Rt△ABC中,∠C=30°,
则BC==x,
在Rt△ABD中,∠ADB=60°,
则BD==x,
由题意得,x﹣x=20,
解得:x=10.
即建筑物AB的高度是10m.
故答案为:10.
【点评】本题考查了解直角三角形的应用,解答本题的关键是熟练掌握三角函数的定义,利用三角函数的知识表示出相关线段的长度.
三、解答题
7.【解析】过点C作AB 的垂线,垂足为E,根据题意可得出四边形CDBE是矩形,再由CD=12m,∠ECB=45°可知BE=CE=12m,由AE=CE•tan30°得出AE的长,进而可得出结论.
【解答】解:过点C作AB 的垂线,垂足为E,
∵CD⊥BD,AB⊥BD,
∴四边形CDBE是矩形,
∵CD=12m,∠ECB=45°,
∴BE=CE=12m,
∴AE=CE•tan30°=12×=4(m),
∴AB=4+12≈19(m).
答:建筑物AB的高为19米.
【点评】本题考查的是解直角三角形的应用﹣仰角俯角问题,根据题意作出辅助线,构造出直角三角形是解答此题的关键.
8.【解析】由i的值求得大堤的高度AE,点A到点B的水平距离BE,从而求得MN的长度,由仰角求得DN的高度,从而由DN,AM,h求得高度CD.
【解答】解:延长MA交直线BC于点E,
∵AB=30,i=1:,
∴AE=15,BE=15,
∴MN=BC+BE=30+15,
又∵仰角为30°,
∴DN===10+15,
CD=DN+NC=DN+MA+AE=10+15+15+1.5≈17.32+31.5≈48.8(m).
【点评】本题考查了直角三角形在坡度上的应用,由i的值求得大堤的高度和点A到点B的水平距离,求得MN,由仰角求得DN高度,进而求得总高度.
9.【解析】首先利用tan60°=,求出AE的长,再利用tan∠CBE=,进而得出BE的长,进而求出AB的长即可.
【解答】解:根据题意,可知∠CBE=45°,∠CAE=60°,
在Rt△AEC中,tan∠CAE=,即tan60°=,
∴AE===500.
在Rt△BEC中,tan∠CBE=,
即tan45°=,
∴BE==1500.
∴AB=BE﹣AE=1500﹣500≈1500﹣866=634(m),
答:隧道AB的长约为634m
【点评】此题主要考查了解直角三角形中俯角问题的应用,根据锐角三角函数的关系得出AE与BE的长是解题关键.
10.【解析】首先过P作PC⊥AB,垂足为C,进而求出PC的长,利用tan37°=,得BC的长,即可得出答案.
【解答】解:过P作PC⊥AB,垂足为C,由已知∠APC=60°,∠BPC=37°,
且由题意可知:AC=120米.
在Rt△APC中,由tan∠APC=,
即tan60°=,得PC==40.
在Rt△BPC中,由tan∠BPC=,
即tan37°=,得BC=40×0.75≈51.9.
因此AB=AC﹣BC=120﹣51.9=68.1,
即大楼AB的高度约为68.1米.
【点评】此题主要考查了解直角三角形的应用,根据题意正确构造直角三角形是解题关键.
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