9年级下册北师大版数学 1.6 利用三角函数测高(第1课时) 逐字稿-3,149字

  师:同学们,今天我们一起来学习九年级下册第一章第六节——利用三角函数测高。在七年级,我们学过利用三角形全等测距离,构建全等三角形;九年级又学了利用三角形相似测高,运用类比的方法。本节课,我们将探索利用三角函数测高。先来看学习目标:

  认识测倾器,并学会使用它测量倾斜角。

  通过综合运用直角三角形边角关系的知识,利用数形结合思想解决实际问题,提高解决问题的能力。同时,积极参与数学活动,培养不怕困难的品质,发展合作意识和科学精神。

  下面进入活动一:测量大水滴的高度。老师想测量三角洲公园大水滴的高度,大家有办法吗?给大家一些时间思考。老师有个方法,我们把现实问题抽象成几何图形,构建一个直角三角形。把大水滴看作线段MN,观测者看作线段IC。要测量MN的高度,老师测量了这几个量:首先是人的脚到大水滴底部N的距离l,观测者身高i,在C点测量角MCE为α 。得到这些数据后,能算出大水滴MN的高度吗?有同学已经有思路了,我们一起分析一下。

  已知线段NC = l,IC = i 。不难发现四边形ICEN是矩形,所以IC = EN = i,CE = NC = l ,那么MN就等于ME + EN 。ME在哪个直角三角形中呢?显然在直角三角形MEC中。在这个直角三角形里,已知角MCE = α ,EC = l ,根据三角函数tanα = ME / l,可得ME = l × tanα 。因为EN = i ,所以MN = l × tanα + i 。

  我们解决这个实际问题,是通过构建直角三角形,利用三角函数知识得出的。下面看老师的演示过程:因为四边形ENIC是矩形,所以CE = NC = l,EN = IC = i 。在Rt三角形CEM中,tanα = ME / CE = ME / l,整理可得ME = l × tanα 。所以MN = ME + EN = l × tanα + i 。

  大家思考一下,老师这个过程中哪一步难以实施呢?有的同学认为IC和NC可以直接用卷尺测量,那角MCE,也就是仰角,用什么测量呢?有同学说用量角器。用量角器测量角MCE可行吗?量角器一般用于平面图形,而这里角MCE在空间中,不太方便用量角器测量。接下来老师给大家介绍一个新的测量仪器——测倾器,它可以测量仰角和俯角。我们先来认识测倾器,它由度盘、倾锤和支杆组成。有同学问,度盘不就是量角器吗?仔细观察会发现,度盘度数是从90到0再到90,和量角器是有区别的。

  认识完测倾器,我们来看它的工作原理及使用方法。第一步,把支杆竖直插入地面,使支杆中心线、铅垂线和度盘零度刻度线重合,这时度盘顶线PQ在水平位置;第二步,转动度盘,使度盘直径对准目标M,记下此时铅垂线所指的度数。比如现在铅垂线指的是30度,这时角MCN就等于30度,为什么呢?我们标上角1、角2和角3,角2 + 角3 = 90度,角1 + 角2 = 90度,根据同角的余角相等,所以角1 = 角3 。

  介绍完测倾器,我们带着它来解决下一个问题。活动三:在三角洲对岸测大水滴的高度。之前在大水滴旁边,通过构造一个直角三角形利用三角函数解决了问题,现在在对岸,无法直接测量测点与大水滴底部的距离,该怎么办呢?大家思考一下。

  在活动一中,i和IC可以直接测量,这属于底部可以到达的情况,即在地面上能无障碍地直接测得测点与被测物体底部之间的距离。而活动三是底部不可到达的情况,就是在地面上不能直接测得该距离。

  老师的方法是这样的:把现实问题抽象出几何图形,在对岸测量两次仰角,构建两个直角三角形。第一步,在测点I安置测倾器测得M的仰角MCE = α ;第二步,在测点I与物体之间B处安置测倾器,测得此时M的仰角MDE = β 。这里要注意,I、B与N必须在一条直线上,且AB之间的距离可以直接测得;第三步,量出测倾器的高度IC = BD = i ,以及测点IB之间的距离IB = b 。根据这些测量结果,能算出MN的高度吗?大家思考一下。

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