我们需要理解分针在钟表上的运动规律。分针每分钟转动6度(因为一小时是360度,而一小时有60分钟,所以360度/60分钟=6度/分钟)。在20分钟内,分针转动的角度是20分钟乘以每分钟的角度,即20分钟 × 6度/分钟 = 120度。
接下来,我们将分针的运动轨迹视为一个圆弧,圆心角为120度,分针的长度即为圆弧的半径,为9厘米。
步骤一:计算圆的面积
圆的面积公式为 A = πr²,其中r是圆的半径。在这个问题中,半径r为9厘米。
A = π × 9²
A = π × 81
A ≈ 3.1416 × 81
A ≈ 254.47平方厘米
这是整个圆的面积。
步骤二:计算圆心角为120度的圆弧面积
圆弧面积的计算公式为 A’ = (θ/360) × πr²,其中θ是圆心角度数,r是半径。
A’ = (120/360) × π × 9²
A’ = (1/3) × π × 81
A’ = π × 27
A’ ≈ 3.1416 × 27
A’ ≈ 84.7厘米
这是分针在20分钟内扫过的圆弧面积。
步骤三:计算扇形面积
由于分针扫过的区域是一个扇形,我们需要从整个圆的面积中减去扇形外的三角形面积。这个三角形的底边是圆的半径,即9厘米,高是圆心角120度对应的圆弧长度。
计算圆心角120度对应的圆弧长度:
弧长 = (θ/360) × 2πr
弧长 = (120/360) × 2π × 9
弧长 = (1/3) × 2π × 9
弧长 = 2π × 3
弧长 = 6π
弧长 ≈ 18.85厘米
现在,我们可以计算三角形的面积:
三角形面积 = (底边 × 高) / 2
三角形面积 = (9 × 18.85) / 2
三角形面积 ≈ 84.775平方厘米
计算扇形面积:
扇形面积 = 圆弧面积 – 三角形面积
扇形面积 ≈ 84.78 – 84.775
扇形面积 ≈ 0.005平方厘米
1. 计算整个圆的面积:以9厘米为半径的圆,面积约为254.47平方厘米。
2. 计算圆弧面积:120度圆弧的面积约为84.7厘米。
3. 计算扇形面积:从圆的面积中减去三角形面积,得到扇形面积约为0.005平方厘米。