格物学 第五章 三角函数5.7 三角函数的应用

三角函数在几何、实际生活中的圆周运动问题中的应用-5.7 三角函数的应用知识点回顾基础自测题答案-青海省等高一数学必修,平均正确率96.0%

2025-06-20
三角函数在几何、实际生活中的圆周运动问题中的应用-5.7 三角函数的应用知识点回顾基础自测题答案-青海省等高一数学必修,平均正确率96.0%
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正确率60.0%某巨型摩天轮.其旋转半径$${{5}{0}}$$米,最高点距地面$${{1}{1}{0}}$$米,运行一周大约$${{2}{1}}$$分钟.某人在最低点的位置坐上摩天轮,则第$${{3}{5}}$$分钟时他距地面大约为$${{(}{)}}$$米.

B

A.$${{7}{5}}$$

B.$${{8}{5}}$$

C.$${{1}{0}{0}}$$

D.$${{1}{1}{0}}$$

首先,我们需要确定摩天轮的旋转周期和初始位置。

1. 旋转周期和角速度:摩天轮运行一周大约需要 $$21$$ 分钟,因此角速度 $$\omega$$ 为:

$$\omega = \frac{2\pi}{21} \text{ 弧度/分钟}$$

2. 初始条件:某人在最低点坐上摩天轮,此时距地面高度为 $$110 - 50 \times 2 = 10$$ 米(因为最高点距地面 $$110$$ 米,半径为 $$50$$ 米,最低点比最高点低 $$100$$ 米)。

3. 时间计算:我们需要计算第 $$35$$ 分钟时的位置。由于周期为 $$21$$ 分钟,$$35$$ 分钟相当于 $$1$$ 个完整周期加上 $$14$$ 分钟。

因此,只需计算 $$14$$ 分钟后的位置。

4. 角度计算:$$14$$ 分钟内转过的角度 $$\theta$$ 为:

$$\theta = \omega \times 14 = \frac{2\pi}{21} \times 14 = \frac{4\pi}{3} \text{ 弧度}$$

5. 高度计算:摩天轮的运动可以表示为垂直方向的简谐运动。初始相位为 $$-\frac{\pi}{2}$$(因为从最低点开始),因此高度 $$h$$ 随时间变化的函数为:

$$h(t) = 50 \sin\left(\omega t - \frac{\pi}{2}\right) + 60$$

其中,$$60$$ 米是摩天轮中心距地面的高度($$110 - 50 = 60$$)。

代入 $$t = 14$$ 分钟:

$$h(14) = 50 \sin\left(\frac{4\pi}{3} - \frac{\pi}{2}\right) + 60$$

$$\sin\left(\frac{4\pi}{3} - \frac{\pi}{2}\right) = \sin\left(\frac{5\pi}{6}\right) = \frac{1}{2}$$

因此,$$h(14) = 50 \times \frac{1}{2} + 60 = 25 + 60 = 85$$ 米。

6. 结论:第 $$35$$ 分钟时,他距地面大约为 $$85$$ 米,对应选项 B

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