专题训练 旋转图形所行路程含答案.docx
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专题训练旋转图形所行路程含答案
旋转图形所行路程
1．如图，已知正△ABC的中心为O，半径为R将其直线L向右滚动，当正三角形翻滚一周时，其中心O经过的路径是多少？
答案：
2．如图，将半径为R的正方形沿其直线L向右滚动，当正方形翻滚一周时，其中心O经过的路径是多少？
答案：
3．如图，将任意多边形沿其直线L向右滚动，当这个多边形翻滚一周时，其中心O经过的路径是多少？
答案：
4．如图，已知正△ABC的边长为2，将其沿直线L向右滚动，当正三角形翻滚一周时，其点B所行路径是多少？
解：
（1）当正三角形ABC向右翻滚一周时，其中心O经过的路线是三条等弧，
所以其中心O经过的路程为：
=2πR．
5．如图，已知正方形ABCD的边长为2，将其沿直线L向右滚动，当正方形翻滚一周时，其点B所行路径是多少？
解：
根据勾股定理，得AC=
．
则当正方形滚动一周时，正方形的顶点A所经过的路线的长是：
（cm）．
6．正△ABC的边长为3cm，边长为1cm的正△RPQ的顶点R与点A重合，点P，Q分别在AC，AB上，将△APQ沿着边AB，BC，CA顺时针连续翻滚（如图所示），直至点P第一次回到原来的位置，则点P运动路径的长为多少？
解：
从图中可以看出翻转的第一次是一个120度的圆心角，半径是1，所以弧长=
，第二次是以点P为圆心，所以没有路程，在BC边上，
第一次
第二次同样没有路程，AC边上也是如此，
点P运动路径的长为
×3=2π．
故答案为：
2π．
7．矩形ABCD的边AB=8，AD=6，现将矩形ABCD放在直线l上且沿着l向右作无滑动地翻滚，当它翻滚至类似开始的位置AlBlClDl时（如图所示），则顶点A所经过的路线长是_________．
解：
=12
8．如图，水平地面上有一面积为30
cm2的扇形AOB，半径OA=6cm，且OA与地面垂直.在没有滑动的情况下，将扇形向右滚动至OB与地面垂直为止，则O点移动的距离为（）A、20
cmB、24
cmC、10
cmD、30
cm
解：
根据扇形面积公式，得
S=
lR=
×6×10π=30π（cm2）．
9．（2008•泰安）如图，将边长为1的正三角形OAP沿x轴正方向连续翻转2008次，点P依次落在点P1，P2，P3…P2008的位置，则点P2008的横坐标为。
2008
解：
观察图形结合翻转的方法可以得出P1、P2的横坐标是1，P3的横坐标是2.5，P4、P5的横坐标是4，P6的横坐标是5.5…依次类推下去，P2005、P2006的横坐标是2005，P2007的横坐标是2006.5，P2008、P2009的横坐标就是2008．
故答案为2008
10．如图，在直角坐标系中，已知点A（-3，0），B（0，4），对△OAB连续作旋转变换，依次得到三角形①，②，③，④…，则三角形⑩的直角顶点的坐标为。
．
解：
由原图到图③，相当于向右平移了12个单位长度，象这样平移三次直角顶点是（36，0），再旋转一次到三角形⑩，直角顶点仍然是（36，0），则三角形⑩的直角顶点的坐标为（36，0）．
11．（2006•锦州）如图，将边长为a的正方形ABCD沿直线l按顺时针方向翻滚，当正方形翻滚一周时，正方形的中心O所经过的路径长为。
．解：
∵边长为a的正方形ABCD，其对角线的一半即OC=
a，
∴第一次旋转的弧长=
，
而经过这样的四次旋转后就翻滚了一周，
∴当正方形翻滚一周时，正方形的中心O所经过的路径长为
×4=
πa．
故填空答案：
πa
12．如图，小明为节省搬运力气，把一个边长为1m的正方体木箱在地面上由起始位置沿直线l不滑行地翻滚，翻滚一周后，原来与地面接触的面ABCD又落回到地面，则点A1所走路径的长度为。
解：
第一次是以B为旋转中心，BA1长
m为半径旋转90°，
此次点A走过的路径是
•
=
πm．
第二次是以B1为旋转中心，B1A1长1m为半径旋转90°，
此次走过的路径是
π=
πm．
第三次是以A为旋转中心，AA1长1m为半径旋转90°，
此次走过的路径是
π=
πm．
∴点A1从起始位置翻滚一周后所经过的长度=
π+
π+
π=（
+1）πm．
13．如图1，是用边长为2cm的正方形和边长为2cm正三角形硬纸片拼成的五边形ABCDE．在桌面上由图1起始位置将图片沿直线l不滑行地翻滚，翻滚一周后到图2的位置．则由点A到点A4所走路径的长度为。
解：
第一次旋转是以点C为圆心，AC为半径，旋转角度是90度，所以弧长是
cm
第二次旋转是以点D1，为圆心，A1D1为半径，角度是60度所以弧长=
cm
第三次是以E1为圆心，E1A1为半径，角度是120度，所以
cm
第四次是以点A1为圆心所以A没有路程
第五次是以点B为圆心，AB为半径，角度是90度所以弧长是
cm
四段弧长的和就是由点A到点A4所走路径的长度=
cm．
14．（2006•厦门）如图为某物体的三视图，友情提醒：
在三视图中，AB=BC=CD=DA=EI=IG=NZ=MZ=KY=YL，θ=60°，FE=GH=KN=LM=YZ．现搬运工人小明要搬运此物块边长为acm物块ABCD在地面上由起始位置沿直线l不滑行地翻滚，翻滚一周后，原来与地面接触的面ABCD又落回到地面，则此时点B起始位置翻滚一周后所经过的长度是。
解：
本题实际求的是两段弧长，第一段，以C为圆心，BC为半径，转动了60°角，因此这段弧长为60×a×π÷180=
，第二段弧长是，以D为圆心，BD长为半径，转动了120°角，因此这段弧长的距离应该是120×
a×π÷180=
，因此B点经过的距离应该是
aπ．
15．如图，边长为
的正△ABC，点A与原点O重合，若将该正三角形沿数轴正方向翻滚一周，点A恰好与数轴上的点A′重合，则点A′对应的实数是。
解：
×3=
．
16．如图，把一长方形在直线m上翻滚，请在图中作出A点所经过的路径．
解：
如图所示．
17．如图，王虎使一长为4cm，宽为3cm的长方形木板，在桌面上做无滑动的翻滚（顺时针方向）木板上点A位置变化为A→A1→A2，其中第二次翻滚被桌面上一小木块挡住，使木板与桌面成30°角，则点A翻滚到A2位置时共走过的路径长为多少？
解：
第一次是以B为旋转中心，BA长5cm为半径旋转90°，（2分）
此次点A走过的路径是
．（4分）
第二次是以C为旋转中心，3cm为半径旋转60°，（2分）
此次走过的路径是
，（2分）
∴点A两次共走过的路径是
．（2分）
18．如图，张三同学把一个直角边长分别为3cm，4cm的直角三角形硬纸板，在桌面上翻滚（顺时针方向），顶点A的位置变化为A1⇒A2⇒A3，其中第二次翻滚时被桌面上一小木块挡住，使纸板一边A2C1与桌面所成的角恰好等于∠BAC，则A翻滚到A2位置时共走过的路程为（ ）
解：
根据题意得：
=4πcm，
19．将正方体骰子放置于水平桌面上，如图
（1）．在图
（2）中，将骰子向右翻滚90°，然后在桌面上按逆时针方向旋转90°．则骰子中各相对面上的点数分别为1对6，2对5，3对4．
1对6，2对5，3对4．
．
解：
观察图形可知与1相邻的面是2、3、4、5，则与1相对的面是6；
那么与3相邻的面是1、2、5、6，则与3相对的面是4；则与2相对的面是5．
故骰子中各相对面上的点数分别为：
1对6，2对5，3对4．
故答案为：
1对6，2对5，3对4．
20．（2011•无锡）如图，等腰梯形MNPQ的上底长为2，腰长为3，一个底角为60°．正方形ABCD的边长为1，它的一边AD在MN上，且顶点A与M重合．现将正方形ABCD在梯形的外面沿边MN、NP、PQ进行翻滚，翻滚到有一个顶点与Q重合即停止滚动．
（1）请在所给的图中，用尺规画出点A在正方形整个翻滚过程中所经过的路线图；
（2）求正方形在整个翻滚过程中点A所经过的路线与梯形MNPQ的三边MN、NP、PQ所围成图形的面积S．
解：
（1）作图如图；
（2）∵点A绕点D翻滚，然后绕点C翻滚，然后绕点B翻滚，半径分别为1、
、1，翻转角分别为90°、90°、150°，
∴S=
+2×
+2×
+4×
×12
=
+π+
π+2
=
π+2．
21．已知△ABC中，∠ACB=90°，AB=2，CB=1，将△ABC沿水平线（AB所在的直线）作翻转运动．下图是△ABC二次翻转形成的图形．
（1）第一次翻转后的图形△BC′A′是由△ABC按顺时针方向旋转所得的，那么哪一点是旋转中心？
旋转了多少度？
（2）在下图中，画出△ABC第三次翻转后的图形，请你仔细观察图中的△ABC与由它第三次翻转后的图形，想一想他们之间还可以是怎样的变换，请将它完整地表达出来．
解：
（1）旋转中心是点B，旋转了120°；
（2）图形
AC=
．
∴BB″=1+
+2=3+
．
∴△A″B″C″是由△ABC沿着AB所指的方向（即沿着水平线）向右平移了（3+
）得到．
22．如图，将边长为1的等边三角形△ABC放在水平直线l上向右连续翻滚n次，第一次以点C为旋转中心，第二次以点A为旋转中心，第三次以点B为旋转中心，…，到第2010次后停止翻滚，请在图中标出“第②次”时三角形顶点坐标为A（2，0）（2，0）、B（3，0）（3，0）、C（2.5，0.5
）（2.5，0.5
）与“第2010次”时三角形顶点坐标为A（2010.5，0.5
）（2010.5，0.5
）、B（2010，0）（2010，0）、C（2011，0）（2011，0）的位置．
解：
如图：
以原始状态时点B为坐标原点，水平直线l为x轴，过B点垂直于l的直线为y轴建立平面直角坐标系．
根据等边三角形和旋转的性质可知“第②次”时三角形顶点坐标为A（2，0）、B（3，0）、C点横坐标为（2+3）÷2=2.5，纵坐标为1×
=0.5
，即C（2.5，0.5
）．
∵每连续翻滚三次是一个循环，2010÷3=670．故图形的三角形顶点与原始状态时相同，“第2010次”时三角形顶点坐标为A（2010.5，0.5
）、B（2010，0）、C（2011，0）．
23．如图，将半径为1、圆心角为60°的扇形纸片AOB，在直线l上向右作无滑动的滚动至扇形A'O'B'处，则顶点O经过的路线总长为
π
．
解：
顶点O经过的路线可以分为三段，当弧AB切直线l于点B时，有OB⊥直线l，此时O点绕不动点B转过了90°；
第二段：
OB⊥直线l到OA⊥直线l，O点绕动点转动，而这一过程中弧AB始终是切于直线l的，所以O与转动点P的连线始终⊥直线l，所以O点在水平运动，此时O点经过的路线长=BA’=AB的弧长
第三段：
OA⊥直线l到O点落在直线l上，O点绕不动点A转过了90°
所以，O点经过的路线总长S=
π+
π+
π=
π．
故答案为
π．
24．（2006•黄冈）将边长为8cm的正方形ABCD的四边沿直线l向右滚动（不滑动），当正方形滚动两周时，正方形的顶点A所经过的路线的长是8
π+16πcm．
解：
第一次旋转是以点C为圆心，AC为半径，旋转角度是90度，
所以弧长=
=4
π；
第二次旋转是以点D为圆心，AD为半径，角度是90度，
所以弧长=
；
第三次旋转是以点A为圆心，所以没有路程；
第四次是以点B为圆心，AB为半径，角度是90度，
所以弧长=
；
所以旋转一周的弧长共=4
+8π．
所以正方形滚动两周正方形的顶点A所经过的路线的长是8
+16π．
25．如图，直径为1个单位长度的圆从原点沿数轴向右滚动一周，圆上一点由原点到达点A，下列说法正确的是（ ）
A、点A所表示的是π
B、数轴上只有一个无理数π
C、数轴上只有无理数没有有理数
D、数轴上的有理数比无理数要多一些
解：
A、∵圆的周长为π，∴滚动一圈的路程即π，∴点A所表示的是π，故选项正确；
B、数轴上不止有一个无理数π，故选项错误；
C、数轴上既有无理数，也有有理数，故选项错误；
D、数轴上的有理数与无理数多少无法比较，故选项错误；
故选A．
26．（2011•桂林）如图，将边长为a的正六边形A1A2A3A4A5A6在直线l上由图1的位置按顺时针方向向右作无滑动滚动，当A1第一次滚动到图2位置时，顶点A1所经过的路径的长为（ ）
A、
B、
C、
D、
解：
连A1A5，A1A4，A1A3，作A6C⊥A1A5，如图，
∵六边形A1A2A3A4A5A6为正六边形，
∴A1A4=2a，∠A1A6A5=120°，
∴∠CA1A6=30°，
∴A6C=
a，A1C=
a，
∴A1A5=A1A3=
a，
当A1第一次滚动到图2位置时，顶点A1所经过的路径分别是以A6，A5，A4，A3，A2为圆心，以a，
a，2a，
a，a为半径，圆心角都为60°的五条弧，
∴顶点A1所经过的路径的长=
+
+
+
+
=
πa．
故选A．
27．如图，扇形OAB的圆心角为30°，半径为1，将它沿箭头方向无滑动滚动到O′A′B′的位置时，则点O到点O′所经过的路径长为
．解：
∵扇形OAB的圆心角为30°，半径为1，
∴AB弧长=
=
，
∴点O到点O′所经过的路径长=
×2+
=
π．
故答案为
28．已知一个半圆形工件，未搬动前如图所示，直径平行于地面放置，搬动时为了保护圆弧部分不受损伤，先将半圆作如图所示的无滑动翻转，使它的直径紧贴地面，再将它沿地面平移50米，半圆的直径为4米，则圆心O所经过的路线长是____．
O
O
O
O
l
解：
由图形可知，圆心先向前走O1O2的长度即
圆的周长，然后沿着弧O2O3旋转
圆的周长，
最后向右平移50米，
所以圆心总共走过的路程为圆周长的一半即半圆的弧长加上50，
由已知得圆的半径为2，
设半圆形的弧长为L，
则半圆形的弧长L=
，
∴圆心O所经过的路线长=（2π+50）米．
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