辽宁省丹东市振安区高级中学高中数学 1.1.7柱锥台和球的体积一学案 北师大版必修2.docVIP

辽宁省丹东市振安区高级中学高中数学 1.1.7柱锥台和球的体积一学案 北师大版必修2自主学习 学习目标1了解柱、锥、台的体积计算公式，并学会运用这些公式解决一些简单问题2结合祖暅原理等内容的学习，了解我国古代数学家在数学发展上做出的杰出贡献，培养爱国主义思想，逐步培养热爱科学的态度 自学导引1祖暅原理(1)祖暅原理：_，则积不容异，这就是说，夹在两个_平面间的两个几何体，被_这两个平面的_平面所截，如果截得的两个截面的面积总_，那么这两个几何体的体积相等(2)应用祖暅原理可以说明：等_、等_的两个柱体或锥体的体积相等2柱、锥、台、球的体积(1)柱体的体积等于它的底面积s和高h的积，即v柱体_.底面半径是r，高是h的圆柱体的体积的计算公式是v圆柱_.(2)如果一个锥体的底面积是s，高是h，那么它的体积是v锥体_.如果圆锥的底面半径是r，高是h，则它的体积是v圆锥_.(3)如果一个台体的上、下底面面积分别为s、s，高为h，那么它的体积是v台体_.如果圆台的上、下底面半径分别是r、r，高是h，则它的体积是v圆台_.对点讲练知识点一求台体的体积例1已知正三棱台(上、下底是正三角形，上底面的中心在下底面的投影是下底面中心)的上、下底面边长分别是2 cm与4 cm，侧棱长是 cm，试求该三棱台的体积与表面积点评在解决棱锥、棱台的侧面积、表面积及体积问题时往往将已知条件归结到一个直角三角形中求解，为此在解此类问题时，要注意直角三角形的应用变式训练1一个正四棱台的斜高为12 cm，侧棱长为13 cm，侧面积为720 cm2，求它的体积知识点二求锥体的体积例2三棱锥的顶点为p，已知三条侧棱pa、pb、pc两两互相垂直，若pa2，pb3，pc4.求三棱锥pabc的体积点评三棱锥又称四面体，由于它的每一个面均可作为棱锥的底面，因此，灵活性较大，通过变换底面与对应的顶点，找出较易求出面积的底面和对应的高，从而求出体积，这种方法又称等体积变换变式训练2已知正三棱锥pabc(如图所示)，侧棱pa、pb、pc两两互相垂直，ab，求此三棱锥的体积知识点三综合应用例3已知正三棱锥vabc(底面是等边三角形，顶点在底面的射影是底面的中心)的主视图，俯视图如图所示，其中va4，ac2，求该三棱锥的表面积与体积点评把几何体的表面积与体积的计算与三视图结合考查是高考的一个热点，解决此类问题的关键是正确地观察三视图，把它还原为直观图，特别要注意从三视图中得到几何体的度量，再结合表面积或体积公式解题变式训练3一空间几何体的三视图如图所示，则该几何体的体积为()a22 b42c2 d41在解决棱锥、棱台的侧面积、表面积及体积问题时往往将已知条件归结到一个直角三角形中求解，为此在解此类问题时，要注意直角三角形的应用2有关旋转体的表面积和体积的计算要充分利用其轴截面，就是说将已知条件尽量归结到轴截面中求解而对于圆台有时需要将它还原成圆锥，再借助相似的相关知识求解3柱体、锥体、台体的体积之间的内在关系为v柱体shv台体h(ss)v锥体sh. 课时作业一、选择题1圆台上、下底面面积分别是，4，侧面积是6，这个圆台的体积是()a. b2 c. d.2圆柱的侧面展开图是长12 cm，宽8 cm的矩形，则这个圆柱的体积为()a. cm3 b. cm3c. cm3或 cm3 d192 cm33如图，某几何体的主视图与左视图都是边长为1的正方形，且体积为，则该几何体的俯视图可以是()4一个水平放置的圆柱形储油桶，桶内有油部分所在圆弧占底面圆周长的，则油桶直立时，油的高度与桶的高度的比值是()a. b. c. d.5一空间几何体的三视图如图所示，则该几何体的体积为()a22 b42c2 d4题号12345答案二、填空题6圆台的上、下底面半径和高的比为144，母线长为10，则圆台的体积为_7如图所示，在长方体 abcda1b1c1d1中，ab6，ad4，aa13.分别过bc，a1d1的两个平行截面将长方体分成三部分，其体积分别记为v1vaea1dfd1，v2vebe1afcf1d1，v3vb1e1bc1f1c，若v1v2v3141，则截面a1efd1的面积为_三、解答题8一几何体按比例绘制的三视图如图所示(单位：m)：(1)试画出它的直观图；(2)求它的表面积和体积9已知某几何体的俯视图是如图所示的矩形，主视图是一个底边长为8、高为4的等腰三角形，左视图是一个底边长为6、高为4的等腰三角形(1)求该几何体的体积v；(2)求该几何体的侧面积s.【答案解析】自学导引1(1)幂势既同平行平行于任意相等(2)底面积高2(1)shr2h(2)shr2h(3)h(ss)h(r2rrr2)对点讲练例1解如图所示，o、o分别是上、下底面的中心，连接oo、ob、ob，在平面bccb内过b作bdbc于d，在平面boob内作beob于e.abc是边长为2的等边三角形，o是中心，ob2，同理ob，则beobob.在rtbeb中，bb，be，be，即棱台高为 cm.所以三棱台的体积为v棱台(164) (cm3)由于棱台的侧面是等腰梯形，bd(42)1.在rtbdb中，bb，bd1，bd，即梯形的高为 cm.所以棱台的表面积ss上底s下底s侧4163(24)59 (cm2)所以棱台的表面积是(59) cm2，体积是 cm3.变式训练1解设该棱台的上、下底面边长分别为b和a，高为h，斜高为h，侧棱长为l，则由题意得.h12，l13，s侧720，v正四棱台(2022010102)(cm3)，即此四棱台的体积为 cm3.例2解如图，在长方体中，pa、pb、pc两两互相垂直，显然ap平面bpc.ap是三棱锥apbc的高sbpcbppc346，v三棱锥pabcv三棱锥apbcsbpcap624.变式训练2解三棱锥pabc为正三棱锥，abc为正三角形，papbpc，侧棱pa、pb、pc两两互相垂直，且ab，可建立如图所示的正方体，则pa平面pbc，papbpc1.vshspbcpa111.例3解由主视图与俯视图可得正三棱锥的直观图如图所示，且vavbvc4，abbcac2，取bc的中点d，连接vd，则vd，svbcvdbc2，sabc(2)23，三棱锥vabc的表面积为3svbcsabc333()点v在底面abc上的射影为h，则a，h，d三点共线，vh即为三棱锥vabc的高，vh 2，vvabcsabcvh326，所以正三棱锥的体积是6.变式训练3c该空间几何体为一圆柱和一四棱锥组成，圆柱的底面半径为1，高为2，体积为2，四棱锥的底面边长为，高为，所以体积为()2，所以该几何体的体积为2.课时作业1d上底半径r1，下底半径r2，因为s侧6，设母线为l，则(12)l6.l2.所以高h.v(11222).2c若底面圆周长为12，则2r12，所以r，所以v28(cm3)若底面圆周长为8，则2r8，所以r，所以v212 (cm3)3c当俯视图为a中正方形时，几何体为边长为1的正方体，体积为1；当俯视图为b中圆时，几何体为底面半径为，高为1的圆柱，体积为；当俯视图为c中三角形时，几何体为三棱柱，且底面为直角边长为1的等腰直角三角形，高为1，体积为；当俯视图为d中扇形时，几何体为圆柱的，且体积为.4b设圆柱桶的底面半径为r，高为h，油桶直立时油面的高度为x，则hr2x，所以.5c该空间几何体为一圆柱和一四棱锥组成，圆柱的底面半径为1，高为2，体积为2，四棱锥的底面边长为，高为，所以体积为()2，所以该几何体的体积为2.6224解析如图为圆台的轴截面，设圆台上、下底半径及圆台的高分别为x,4x,4x，则在三角形abc中，ac4x，bc4xx3x，ab10，由于ab2ac2bc2，16x29x225x2100，x2，从而可知圆台的上、下底面半径及高分别为2,8,8.圆台的体积v(ss)h(2282)8224.74解析本题主要考查棱柱的概念和棱柱的体积公式长方体体积为72，则vaa1edd1f12，saa1e3，ae2.a1e，s矩形a1efd14.8解(1)直观图如图所示(2)方法一由三视图可知该几何体是长方体被截去一个角，且该几何体的体积是以a1a，a1d1，a1b1为棱的长方体的体积的，在直角梯形aa1b1b中，作bea1b1，则aa1eb是正方形，aa1be1.在rtbeb1中，be1，eb11，bb1.几何体的表面积ss正方形aa1d1d2s梯形aa1b1bs矩形bb1c1cs正方形abcds矩形a1b1c1d112(12)111127(m2)几何体的体积v121(m3)，该几何体的表面积为(7)m2，体积为 m3.方法二几何体可以看作是以aa1b1b为底面的直四棱柱，其表面积求法同方法一，v直四棱柱d1c1cda1b1bash(12)11(m3)几何体的表面积为(7