【下学期是几月到几月】下学期 4.2 弧度制

【jiaoan.jxxyjl.com--高一数学教案】

教学目标 ：

1．明确引入弧度制的必要性，理解新单位制意义．

2．熟练掌握角度制与弧度制的换算．

教学重点：理解弧度制引入的必要性，掌握定义，能熟练地进行角度制与弧度制的互化．

教学难点 ：弧度制定义的理解．

教学用具：投影仪．

教学过程 

1．设置情境

在角度制下，当把两个带着度、分、秒各单位的角相加、相减时，由于运算进率非十进制，总给我们带来不少困难．那么我们能否重新选择角单位，使在该单位制下两角的加、减运算与常规的十进制加减法一样去做呢？本节课就来尝试选择这种新单位．

2．探索研究

（1）复习角度制

我们在平面几何中研究角的度量，当时是用度做单位来度量角， 的角是如何定义的？

规定把周角的 作为1度的角．

我们把用度做单位来度量角的制度叫做角度制，在数学和其他许多科学研究中还要经常用到另一种度量角的制度—弧度制，它是如何定义呢？

（2）弧度制定义

我们把等于半径长的圆弧所对的圆心角叫做1弧度的角，如图1，弧 的长等于半径 ， 所对的圆心角 就是1弧度的角，弧度制的单位符号是 ，读作弧度．

图1

的弧度数       的弧度数

提问：若弧是一个半圆，则其圆心角的弧度数是多少？若弧是一个整圆呢？

因为半圆的弧长 ，其圆心角的弧度数是 ，同理，若弧是一个整圆，其圆心角的弧度数是 ．

在 到 的角的弧度数 必然适合不等式 ，角的概念推广后，弧的概念也随之推广，任一正角的弧度数都是一个正数．如果圆心角表示一个负角，且它以所对的弧长 ，则这个圆心角的弧度数是 ，由此我们给出弧度制的定义：一般地，可以得到：正角的弧度数是一个正数，负角的弧度数是一个负数，零角的弧度数是0；角 的弧度数的绝对值 ，其中 是以角 作为圆心角时所对的弧长， 是圆的半径，这种以弧度作为单位来度量角的单位制，叫做弧度制．

提问：为什么可以用弧长与其半径的比值来度量角的大小呢？即这个比值是否与所取的圆的半径大小无关呢？

如图2，设 为 的角，圆弧 和 的长分别为 和 ，点 和 到点 的距离（即圆半径）分别为 和 ，由初中学过的弧长公式可得： ， ，于是 ．上式表明，以角 为圆心角所对的弧长与其半径的比值，由 的大小来确定，与所取的半径大小无关，仅与角的大小有关．

因 ，可以得到 ，那弧长等于圆弧所对圆心角的弧度数的绝对值与半径的积，这个公式比采用角度制时相应公式 要简单．

（3）角度制与弧度制的换算

用“弧度”与“度”去度量每一个角时，除了零角以外，所得到的量数都是不同的，但它们既然是度量同一个角的结果，二者就可以相互换算．我们已经知识若弧是一个整圆，它的圆心角是周角，其弧度数是 ，而在角度制里它是 ，因此 ，两边除以2．

得         等式两边同除180

得  

同理，把弧度换成角度．

【例1】把 化成弧度．

解：∵

∴

【例2】把 化成度．

解：

同学们在进行角度制与弧度制互化时要抓住 弧度这个关键．

下面请大家写出一些特殊角的弧度数．

角度

弧度

按从左至右顺序其答案是：0、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 ．今后我们用弧度制表示角的时候，“弧度”二字或“ ”通常省略不写，而只写相应的弧度数．例如：角 就表示 是 的角， 就表示 的角的余弦，即 ．

（4）角度制与弧度制的比较

引进弧度制后，我们应将它与角度制进行比较，同学们应明确：①弧度制是以“弧度”为单位度量角的制度，角度制是以“度”为单位度量角的制度；②1弧度是等于半径长的圆弧所对的圆心角（或该弧）的大小，而 是圆的 所对的圆心角（或该弧）的大小；③不论是以“弧度”还是以“度”为单位的角的大小都是一个与半径大小无关的定值．

【例3】计算：

（1） ；（2） ．

解：（1）∵        ∴

（2）∵

练习（用投影仪）

1．把下列各角化成 的形式：

（1） ；（2） ；

（3） ．

2．求右图3中公路弯道处弧 的长 （精确到 ，图中长度单位： ）．                                                   

参考答案：

1．（1）

（2）

（3）            

2．∵

∴

答：弯道处 的长约为 ．

3．练习反馈

（1）若三角形的三个内角之比是2：3：4，求其三个内角的弧度数．

（2）已知扇形的周长为 ，面积为 ，求扇形的中心角的弧度数．

（3）下列终边相同的是（ ）．

A． 与

B． 与

C． 与

D． 与

参考答案：（1） 、 、 ； （2）2 （3）B

4．总结提炼

（1） 弧度；

（2）“角化弧”时，将 乘以 ；“弧化角”时，将 乘以

（3）弧长公式：

扇形面积公式： ．（其中 为圆心角 所对的弧长， 为圆心角的弧度数， 为圆半径．）

课时作业 

1．角集合 与 之间的关系为（      ）

A． B． C． D．不确定

2．若角 和 的终边互为反向延长线，则有（      ）

A． B．

C． D．

3．中心角为 的扇形，它的弧长为 ，则该扇形所在圆的半径为______________．

4．若 ，且 与 的角的终边垂直，则 ．

5．已知直径为 的滑轮上有一条长为 的弦， 是此弦的中点，若滑轮以每秒5弧度的角速度旋转，则经过5秒钟后点 转过的弧长等于多少？

6．已知一个扇形周长为 ，当扇形的中心角为多大时，它有最大面积

参考答案：1．C  2．D   3．6； 4． 或 ； 5． ； 6．中心角 时， ．

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