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- 2021-06-19 发布
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课时分层作业(五) 角度问题
(建议用时:40分钟)
[学业达标练]
一、选择题
1.在静水中划船的速度是每分钟40 m,水流的速度是每分钟20 m,如果船从岸边A处出发,沿着与水流垂直的航线到达对岸,那么船的前进方向应指向河流的上游并与河岸垂直方向所成的角为( )
【导学号:91432067】
A.15° B.30°
C.45° D.60°
B [如图所示,
sin∠CAB==,∴∠CAB=30°.]
2.如图1227所示,长为3.5 m的木棒AB斜靠在石堤旁,木棒的一端A在离堤足C处1.4 m的地面上,另一端B在离堤足C处2.8 m的石堤上,石堤的倾斜角为α,则坡度值tan α等于( )
图1227
A. B.
C. D.
A [由题意,可得在△ABC中,AB=3.5 m,AC=1.4 m,BC=2.8 m,且α+∠ACB=π.
由余弦定理,可得AB2=AC2+BC2-2×AC×BC×cos∠ACB,即3.52=1.42+2.82-2×1.4×2.8×cos(π-α),解得cos α=.
所以sin α=,所以tan α==.]
3.我舰在敌岛A处南偏西50°的B处,且A,B距离为12海里,发现敌舰正离开岛沿北偏西10°的方向以每小时10海里的速度航行,若我舰要用2小时追上敌舰,则速度大小为( )
【导学号:91432068】
A.28海里/小时 B.14海里/小时
C.14海里/小时 D.20海里/小时
- 7 -
B [如图,设我舰在C处追上敌舰,速度为v,在△ABC中,AC=10×2=20 海里,
AB=12海里,∠BAC=120°,
∴BC2=AB2+AC2-2AB·ACcos 120°
=784,
∴BC=28海里,
∴v=14海里/小时.]
4.如图1228,两座相距60 m的建筑物AB,CD的高度分别为20 m,50 m,BD在水平面上,则从建筑物AB的顶端A看建筑物CD的张角∠CAD的大小是( )
图1228
A.30° B.45°
C.60° D.75°
B [∵AD2=602+202=4 000,
AC2=602+302=4 500,
在△ACD中,由余弦定理得cos∠CAD==,∠CAD∈(0°,180°),
∴∠CAD=45°.]
5.地上画了一个角∠BDA=60°,某人从角的顶点D出发,沿角的一边DA行走10米后,拐弯往另一边的方向行走14米正好到达△BDA的另一边BD上的一点,我们将该点记为点N,则N与D之间的距离为( )
【导学号:91432069】
A.14米 B.15米 C.16米 D.17米
C [如图,设DN=x m,
则142=102+x2-2×10×
xcos 60°,
∴x2-10x-96=0,
∴(x-16)(x+6)=0,
∴x=16或x=-6(舍),
∴N与D之间的距离为16米.]
二、填空题
6.某船在岸边A处向正东方向航行x海里后到达B
- 7 -
处,然后朝南偏西60°方向航行3海里到达C处,若A处与C处的距离为海里,则x的值为________.
或2 [x2+9-2·x·3cos 30°=()2,
解得x=2或x=.]
7.一船以每小时15 km的速度向东航行,船在A处看到一个灯塔M在北偏东60°方向,行驶4 h后,船到B处,看到这个灯塔在北偏东15°方向,这时船与灯塔的距离为________km.
【导学号:91432070】
30 [如图所示,依题意有AB=15×4=60,∠MAB=30°,
∠AMB=45°,
在△AMB中,
由正弦定理得=,
解得BM=30(km).]
8.一次机器人足球比赛中,甲队1号机器人由点A开始做匀速直线运动,到达点B时,发现足球在点D处正以2倍于自己的速度向点A做匀速直线滚动,如图1229所示,已知AB=4 dm,AD=17 dm,∠BAC=45°,若忽略机器人原地旋转所需的时间,则该机器人最快可在距A点________dm的C处截住足球.
图1229
7 [设机器人最快可在点C处截住足球,
点C在线段AD上,设BC=x dm,由题意知CD=2x dm,AC=AD-CD=(17-2x)dm.
在△ABC中,由余弦定理得BC2=AB2+AC 2-2AB·AC·cos A,
即x2=(4)2+(17-2x)2-8(17-2x)cos 45°,解得x1=5,x2=.
∴AC=17-2x=7(dm),或AC=-(dm)(舍去).
∴该机器人最快可在线段AD上距A点7 dm的点C处截住足球.]
三、解答题
9.在一次海上联合作战演习中,红方一艘侦察艇发现在北偏东45°方向,相距12 n mile的水面上,有蓝方一艘小艇正以每小时10 n mile的速度沿南偏东75°方向前进,若红方侦察艇以每小时14 n mile的速度,沿北偏东45°+α方向拦截蓝方的小艇(如图1230所示).若要在最短的时间内拦截住,求红方侦察艇所需的时间和角α的正弦值.
【导学号:91432071】
- 7 -
图1230
[解] 如图,设红方侦察艇经过x小时后在C处追上蓝方的小艇,
则AC=14x,BC=10x,∠ABC=120°.
根据余弦定理得(14x)2=122+(10x)2-240xcos 120°,
解得x=2.
故AC=28,BC=20.
根据正弦定理得=,
解得sin α==.
10.岛A观察站发现在其东南方向有一艘可疑船只,正以每小时10海里的速度向东南方向航行(如图1231所示),观察站即刻通知在岛A正南方向B处巡航的海监船前往检查.接到通知后,海监船测得可疑船只在其北偏东75°方向且相距10海里的C处,随即以每小时10海里的速度前往拦截.
图1231
(1)问:海监船接到通知时,距离岛A多少海里?
(2)假设海监船在D处恰好追上可疑船只,求它的航行方向及其航行的时间.
[解] (1)根据题意得∠BAC=45°,∠ABC=75°,BC=10,
所以∠ACB=180°-75°-45°=60°.
在△ABC中,由=
得AB====5.
答:海监船接到通知时,距离岛A 5海里.
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(2)设海监船航行时间为t小时,则BD=10t,CD=10t,
又因为∠BCD=180°-∠ACB=180°-60°=120°,
所以BD2=BC2+CD2-2BC·CDcos 120°,
所以300t2=100+100t2-2×10×10t·,所以2t2-t-1=0,
解得t=1或t=-(舍去).
所以CD=10,所以BC=CD,
所以∠CBD=(180°-120°)=30°,
所以∠ABD=75°+30°=105°.
答:海监船沿方位角105°航行,航行时间为1个小时.
(或答:海监船沿南偏东75°方向航行,航行时间为1个小时.)
[冲A挑战练]
1.为了测量某塔的高度,某人在一条水平公路C,D两点处进行测量.在C点测得塔底B在南偏西80°,塔顶仰角为45°,此人沿着南偏东40°方向前进10米到D点,测得塔顶的仰角为30°,则塔的高度为( )
【导学号:91432072】
A.5米 B.10米 C.15米 D.20米
B [如图,由题意得,AB⊥平面BCD,
∴AB⊥BC,AB⊥BD.
设塔高AB=x,
在Rt△ABC中,∠ACB=45°,
所以BC=AB=x,
在Rt△ABD中,∠ADB=30°,
∴BD==x,
在△BCD中,由余弦定理得
BD2=CB2+CD2-2CB·CD·cos 120°,
∴(x)2=x2+100+10x,
解得x=10或x=-5(舍去),故选B.]
2.甲船在岛A的正南B处,以每小时4千米的速度向正北航行,AB=10千米,同时乙船自岛A出发以每小时6千米的速度向北偏东60°的方向驶去,当甲、乙两船相距最近时,它们所航行的时间为( )
A.分钟 B.分钟
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C.21.5分钟 D.2.15小时
A [如图,设t小时后甲行驶到D处,则AD=10-4t,乙行驶到C处,则AC=6t.∵∠BAC=120°,∴DC2=AD2+AC2-2AD·AC·cos 120°=(10-4t)2+(6t)2-2×(10-4t)×6t×cos 120°=28t2-20t+100=282+.
当t=时,DC2最小,即DC最小,此时它们所航行的时间为×60=分钟.]
3.如图1232所示,一船在海上自西向东航行,在A处测得某岛M位于北偏东α,前进m海里后在B处测得该岛位于北偏东β,已知该岛周围n海里范围内(包括边界)有暗礁,现该船继续东行,当α与β满足条件________时,该船没有触礁危险.
【导学号:91432073】
图1232
mcos αcos β>nsin(α-β) [在△ABM中,由正弦定理得=,
故BM=,
要使该船没有触礁危险需满足BMsin(90°-β)=>n.
∴当α与β满足mcos αcos β>nsin(α-β)时,该船没有触礁危险.]
4.如图1233所示,位于A处的信息中心获悉:在其正东方向相距40海里的B处有一艘渔船遇险,在原地等待营救.信息中心立即把消息告知在其南偏西30°、相距20海里的C处的乙船,现乙船朝北偏东θ的方向沿直线CB前往B处救援,则cos θ=________.
图1233
- 7 -
[在△ABC中,AB=40,AC=20,∠BAC=120°,
由余弦定理知BC2=AB2+AC2-2AB·AC·cos 120°=2 800⇒BC=20.
由正弦定理=⇒
sin∠ACB=·sin∠BAC=,
∠BAC=120°,则∠ACB为锐角,cos∠ACB=.
由θ=∠ACB+30°,则cos θ=cos(∠ACB+30°)=cos∠ACB·cos 30°-sin∠ACB·sin 30°=.]
5.如图1234所示,港口B在港口O正东方向120海里处,小岛C在港口O北偏东60°方向,且在港口B北偏西30°方向上,一艘科学家考察船从港口O出发,沿北偏东30°的OA方向以20海里/时的速度行驶,一艘快艇从港口B出发,以60海里/时的速度驶向小岛C,在C岛装运补给物资后给考察船送去,现两船同时出发,补给物资的装船时间为1小时,则快艇驶离港口B后,最少要经过多少小时才能和考察船相遇?
【导学号:91432074】
图1234
[解] 设快艇驶离港口B后,经过x小时,在OA上的点D处与考察船相遇.
如图所示,连接CD,则快艇沿线段BC,CD航行.
在△OBC中,由题意易得∠BOC=30°,∠CBO=60°,所以∠BCO=90°.
因为BO=120,
所以BC=60,OC=60.
故快艇从港口B到小岛C需要1小时,所以x>1.
在△OCD中,由题意易得∠COD=30°,OD=20x,CD=60(x-2).
由余弦定理,得CD2=OD2+OC2-2OD·OCcos∠COD,所以602(x-2)2=(20x)2+(60)2-2×20x×60×cos 30°.
解得x=3或x=,
因为x>1,所以x=3.
- 7 -
所以快艇驶离港口B后,至少要经过3小时才能和考察船相遇.
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