2. 如图,水库大坝的横截面是梯形$ABCD$,坝顶宽$BC$是$6m$,坝高$BE$是$23m$,斜坡$AB$的坡度为$1:3$,斜坡$CD$的坡度为$1:2.5$。求斜坡$AB$的坡角$α$(精确到$1'$)、坝底宽$AD$和斜坡$AB$的长(精确到$0.1m$)。

答案
解:AE=23×3=69m,FD=23×2.5=57.5m
∴AD=AE+EF+FD=132.5m
由$tan α=\frac 13$得α≈18°26'
∴$AB=\frac {BE}{sin α}≈72.7m$
答:坝底宽AD是132.5m,斜坡AB长72.7m。
∴AD=AE+EF+FD=132.5m
由$tan α=\frac 13$得α≈18°26'
∴$AB=\frac {BE}{sin α}≈72.7m$
答:坝底宽AD是132.5m,斜坡AB长72.7m。
解析
【解析】
1. 计算水平宽度$AE$和$FD$:
由斜坡$AB$的坡度为$1:3$,即$\frac{BE}{AE}=\frac{1}{3}$,已知$BE=23m$,可得$AE=3× BE=3×23=69m$;
由斜坡$CD$的坡度为$1:2.5$,即$\frac{CF}{FD}=\frac{1}{2.5}$($CF=BE=23m$),可得$FD=2.5× CF=2.5×23=57.5m$。
2. 计算坝底宽$AD$:
因为$EF=BC=6m$,所以$AD=AE+EF+FD=69+6+57.5=132.5m$。
3. 计算坡角$α$:
由$tanα=\frac{1}{3}$,利用计算器计算得$α≈18°26'$。
4. 计算斜坡$AB$的长:
由$sinα=\frac{BE}{AB}$,可得$AB=\frac{BE}{sinα}≈\frac{23}{sin18°26'}≈72.7m$。
【答案】
斜坡$AB$的坡角$α$约为$18°26'$,坝底宽$AD$为$132.5m$,斜坡$AB$的长约为$72.7m$。
【知识点】
坡度与坡角、解直角三角形、梯形的性质
【点评】
本题考查坡度、坡角的定义及解直角三角形在工程实际中的应用,需明确坡度是垂直高度与水平宽度的比值,计算时准确运用三角函数,注意结果的精度要求。
1. 计算水平宽度$AE$和$FD$:
由斜坡$AB$的坡度为$1:3$,即$\frac{BE}{AE}=\frac{1}{3}$,已知$BE=23m$,可得$AE=3× BE=3×23=69m$;
由斜坡$CD$的坡度为$1:2.5$,即$\frac{CF}{FD}=\frac{1}{2.5}$($CF=BE=23m$),可得$FD=2.5× CF=2.5×23=57.5m$。
2. 计算坝底宽$AD$:
因为$EF=BC=6m$,所以$AD=AE+EF+FD=69+6+57.5=132.5m$。
3. 计算坡角$α$:
由$tanα=\frac{1}{3}$,利用计算器计算得$α≈18°26'$。
4. 计算斜坡$AB$的长:
由$sinα=\frac{BE}{AB}$,可得$AB=\frac{BE}{sinα}≈\frac{23}{sin18°26'}≈72.7m$。
【答案】
斜坡$AB$的坡角$α$约为$18°26'$,坝底宽$AD$为$132.5m$,斜坡$AB$的长约为$72.7m$。
【知识点】
坡度与坡角、解直角三角形、梯形的性质
【点评】
本题考查坡度、坡角的定义及解直角三角形在工程实际中的应用,需明确坡度是垂直高度与水平宽度的比值,计算时准确运用三角函数,注意结果的精度要求。
3. 如图,利用土埂修筑一条渠道,在埂中间挖去深为$0.6m$的一块(图中的阴影部分),其横截面是梯形$ABCD$,其中$AB = CD$。已知渠道内坡度为$1:1.5$,渠道底面宽$BC$为$0.5m$。
(1) 计算横截面$ABCD$的面积;
(2) 求修一条长为$100m$的这种渠道要挖去的土方数。

(1) 计算横截面$ABCD$的面积;
(2) 求修一条长为$100m$的这种渠道要挖去的土方数。
答案
解:(1)BE:AE=1:1.5,BE=0.6
∴AE=0.9,AD=EF+2AE=0.5+0.9×2=2.3
∴$S_{梯形ABCD}=\frac 12(2.3+0.5)×0.6=0.84(\mathrm {m^2})$
$(2)0.84×100=84(\mathrm {m^3})$
∴要挖去的土方为$84\ \mathrm {m^3}$
∴AE=0.9,AD=EF+2AE=0.5+0.9×2=2.3
∴$S_{梯形ABCD}=\frac 12(2.3+0.5)×0.6=0.84(\mathrm {m^2})$
$(2)0.84×100=84(\mathrm {m^3})$
∴要挖去的土方为$84\ \mathrm {m^3}$
解析
【解析】
(1) 由渠道内坡度为$1:1.5$,即垂直高度与水平宽度的比为$1:1.5$,已知垂直深度$BE=0.6\mathrm{m}$,可得$\frac{BE}{AE}=\frac{1}{1.5}$,代入$BE=0.6$,解得$AE=0.9\mathrm{m}$。
因为$AD=BC+2AE$,$BC=0.5\mathrm{m}$,所以$AD=0.5+0.9×2=2.3\mathrm{m}$。
根据梯形面积公式$S_{梯形}=\frac{1}{2}(上底+下底)×高$,代入$AD=2.3\mathrm{m}$,$BC=0.5\mathrm{m}$,高为$0.6\mathrm{m}$,可得:
$S_{梯形ABCD}=\frac{1}{2}×(2.3+0.5)×0.6=0.84(\mathrm{m^2})$。
(2) 挖去的土方数为横截面面积乘以渠道长度,即$0.84×100=84(\mathrm{m^3})$。
【答案】
(1) 横截面$ABCD$的面积为$\boldsymbol{0.84\mathrm{m^2}}$;
(2) 修一条长为$100\mathrm{m}$的这种渠道要挖去的土方数为$\boldsymbol{84\mathrm{m^3}}$。
【知识点】
梯形面积计算,坡度的应用,柱体体积计算
【点评】
本题属于几何图形的实际应用问题,核心是利用坡度的定义求出梯形的上底长度,再结合梯形面积公式和柱体体积公式求解,需注意实际问题中各数量之间的转化关系。
(1) 由渠道内坡度为$1:1.5$,即垂直高度与水平宽度的比为$1:1.5$,已知垂直深度$BE=0.6\mathrm{m}$,可得$\frac{BE}{AE}=\frac{1}{1.5}$,代入$BE=0.6$,解得$AE=0.9\mathrm{m}$。
因为$AD=BC+2AE$,$BC=0.5\mathrm{m}$,所以$AD=0.5+0.9×2=2.3\mathrm{m}$。
根据梯形面积公式$S_{梯形}=\frac{1}{2}(上底+下底)×高$,代入$AD=2.3\mathrm{m}$,$BC=0.5\mathrm{m}$,高为$0.6\mathrm{m}$,可得:
$S_{梯形ABCD}=\frac{1}{2}×(2.3+0.5)×0.6=0.84(\mathrm{m^2})$。
(2) 挖去的土方数为横截面面积乘以渠道长度,即$0.84×100=84(\mathrm{m^3})$。
【答案】
(1) 横截面$ABCD$的面积为$\boldsymbol{0.84\mathrm{m^2}}$;
(2) 修一条长为$100\mathrm{m}$的这种渠道要挖去的土方数为$\boldsymbol{84\mathrm{m^3}}$。
【知识点】
梯形面积计算,坡度的应用,柱体体积计算
【点评】
本题属于几何图形的实际应用问题,核心是利用坡度的定义求出梯形的上底长度,再结合梯形面积公式和柱体体积公式求解,需注意实际问题中各数量之间的转化关系。
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