§1.3.1 柱体、锥体、台体的表面积与体积.doc

1.3.1 柱体、锥体、台体的表面积与体积（1） 学习目标 1. 理解和掌握柱、锥、台的表面积计算公式；2. 能运用柱、锥、台的表面积公式进行计算和解决有关实际问题. 学习过程 一、课前准备（预习教材P23 P25，找出疑惑之处）复习：斜二测画法画的直观图中，轴与轴的夹角为_，在原图中平行于轴或轴的线段画成与_和_保持平行；其中平行于轴的线段长度保持_，平行于轴的线段长度_.引入：研究空间几何体，除了研究结构特征和视图以外，还得研究它的表面积和体积.表面积是几何体表面的面积，表示几何体表面的大小；体积是几何体所占空间的大小.那么如何求柱、锥、台、球的表面积和体积呢？二、新课导学 探索新知探究1：棱柱、棱锥、棱台的表面积问题：我们学习过正方体和长方体的表面积，以及它们的展开图（下图），你觉的它们展开图与其表面积有什么关系吗？结论： 正方体、长方体是由多个平面围成的多面体，其表面积就是各个面的面积的和，也就是展开图的面积.新知1：棱柱、棱锥、棱台都是多面体，它们的表面积就是其侧面展开图的面积加上底面的面积.试试1：想想下面多面体的侧面展开图都是什么样子，它们的表面积如何计算？正四棱锥正四棱台正六棱柱 探究2：圆柱、圆锥、圆台的表面积问题：根据圆柱、圆锥的几何特征，它们的侧面展开图是什么图形？它们的表面积等于什么？你能推导它们表面积的计算公式吗？新知2：（1）设圆柱的底面半径为，母线长为，则它的表面积等于圆柱的侧面积（矩形）加上底面积（两个圆），即.（2）设圆锥的底面半径为，母线长为，则它的表面积等于圆锥的侧面积（扇形）加上底面积（圆形），即.试试2：圆台的侧面展开图叫扇环，扇环是怎么得到的呢？（能否看作是个大扇形减去个小扇形呢）你能试着求出扇环的面积吗？从而圆台的表面积呢？ 新知3：设圆台的上、下底面半径分别为，母线长为，则它的表面积等上、下底面的面积（大、小圆）加上侧面的面积（扇环），即.反思：想想圆柱、圆锥、圆台的结构，你觉得它们的侧面积之间有什么关系吗？ 典型例题例1 已知棱长为，各面均为等边三角形的四面体，求它的表面积.例2 如图,一个圆台形花盆盆口直径为20,盆底直径为15,底部渗水圆孔直径为,盆壁长15.为了美化花盆的外观,需要涂油漆.已知每平方米用100毫升油漆,涂100个这样的花盆需要多少油漆(取3.14,结果精确到1毫升)? 动手试试练1. 一个正三棱锥的侧面都是直角三角形，底面边长为，求它的表面积.练2. 粉碎机的上料斗是正四棱台形状，它的上、下底面边长分别为80、440，高(上下底面的距离)是200, 计算制造这样一个下料斗所需铁板的面积.三、总结提升 学习小结1. 棱柱、棱锥、棱台及圆柱、圆锥、圆台的表面积计算公式；2. 将空间图形问题转化为平面图形问题，是解决立体几何问题最基本、最常用的方法. 知识拓展当柱体、锥体、台体是一些特殊的几何体,比如直棱柱、正棱锥、正棱台时，它们的展开图是一些规则的平面图形，表面积比较好求；当它们不是特殊的几何体，比如斜棱柱、不规则的四面体时，要注意分析各个面的形状、特点，看清楚题目所给的条件，想办法求出各个面的面积，最后相加. 学习评价 自我评价 你完成本节导学案的情况为（ ）. A. 很好 B. 较好 C. 一般 D. 较差 当堂检测（时量：5分钟 满分：10分）计分：1. 正方体的表面积是64,则它对角线的长为（ ）. A. B. C. D.2. 一个圆柱的侧面展开图是一个正方形,这个圆柱的表面积与侧面积的比是（ ）. A. B. C. D.3. 一个正四棱台的两底面边长分别为,侧面积等于两个底面积之和,则这个棱台的高为（ ）.A. B. C. D. 4. 如果圆锥的轴截面是正三角形,则该圆锥的侧面积与表面积的比是_.5. 已知圆台的上、下底面半径和高的比为44,母线长为10,则圆台的侧面积为_. 课后作业 1. 圆锥的底面半径为，母线长为，侧面展开图扇形的圆心角为，求证：（度）. 2. 如图，在长方体中，且，求沿着长方体表面到的最短路线长. 1.3.1 柱体、锥体、台体的表面积与体积（2） 学习目标 1. 了解柱、锥、台的体积计算公式；2. 能运用柱、锥、台的体积公式进行计算和解决有关实际问题. 学习过程 一、课前准备（预习教材P25 P26，找出疑惑之处）复习1：多面体的表面积就是_加上_.复习2：圆柱、圆锥、圆台的侧面展开图分别是_、_、_；若圆柱、圆锥底面和圆台上底面的半径都是，圆台下底面的半径是，母线长都为,则_,_，_.引入：初中我们学习了正方体、长方体、圆柱的体积公式（为底面面积，为高），是否柱体的体积都是这样求呢？锥体、台体的体积呢？二、新课导学 探索新知新知：经过证明(有兴趣的同学可以查阅祖暅原理)柱体体积公式为：，（为底面积，为高）锥体体积公式为：，（为底面积，为高）台体体积公式为： （，分别为上、下底面面积，为高）补充：柱体的高是指两底面之间的距离；锥体的高是指顶点到底面的距离；台体的高是指上、下底面之间的距离.反思：思考下列问题比较柱体和锥体的体积公式，你发现什么结论？比较柱体、锥体、台体的体积公式，你能发现三者之间的关系吗？ 典型例题例1有一堆规格相同的铁制(铁的密度是)六角螺帽共重，已知底面是正六边形，边长为12，内孔直径为10，高为10，问这堆螺帽大约有多少个(取3.14). 例2 在中,若将绕直线旋转一周，求所形成的旋转体的体积. 动手试试图(2)练1. 如图(2)，在边长为4的立方体中，求三棱锥的体积.练2. 直三棱柱高为6,底面三角形的边长分别为3，将棱柱削成圆柱，求削去部分体积的最小值.三、总结提升 学习小结1. 柱体、锥体、台体体积公式及应用，公式不要死记，要在理解的基础上掌握；2. 求体积要注意顶点、底面、高的合理选择. 知识拓展祖暅及祖暅原理祖暅，祖冲之（求圆周率的人）之子，河北人，南北朝时代的伟大科学家. 柱体、锥体,包括球的体积都可以用祖暅原理推导出来.祖暅原理：夹在两个平行平面之间的两个几何体,被平行于这两个平面的任意平面所截，如果截得的面积总相等，那么这两个几何体的体积相等. 学习评价 自我评价 你完成本节导学案的情况为（ ）. A. 很好 B. 较好 C. 一般 D. 较差 当堂检测（时量：5分钟 满分：10分）计分：1. 圆柱的高增大为原来的3倍，底面直径增大为原来的2倍，则圆柱的体积增大为原来的（ ）. A.6倍 B.9倍 C.12倍 D.16倍2. 已知直四棱柱相邻的三个面的面积分别为,，则它的体积为（ ）.A. B. C. D.43. 各棱长均为的三棱锥中，任意一个顶点到其对应面的距离为（ ）.A. B. C. D.4. 一个斜棱柱的的体积是30，和它等底等高的棱锥的体积为_.5. 已知圆台两底面的半径分别为,则圆台和截得它的圆锥的体积比为_.1.3.2 球的体积和表面积 学习目标 1. 了解球的表面积和体积计算公式；2. 能运用柱锥台球的表面积公式及体积公式进行计算和解决有关实际问题. 学习过程 一、课前准备（预习教材P27 P28，找出疑惑之处）复习：柱体包括_和_,它的体积公式为_；锥体包括_和_,它的体积公式为_；台体包括_和_,它可以看作是大锥体上截去了一个小锥体,所以它的体积公式为_.二、新课导学 探索新知新知：球的体积和表面积球没有底面,也不能像柱体、锥体、台体那样展成平面图形，它的体积和表面积的求法涉及极限思想(一种很重要的数学方法).经过推导证明：球的体积公式 球的表面积公式 其中，为球的半径.显然，球的体积和表面积的大小只与半径有关. 典型例题例1 木星的表面积约是地球的120倍，则体积约是地球的多少倍? 变式：若三个球的表面积之比为，则它们的体积之比为多少?例2 一种空心钢球的质量是142，外径是5.0，求它的内径. （钢密度7.9）例3 如图，圆柱的底面直径与高都等于球的直径(即圆柱内有一内切球)，求证（1）球的体积等于圆柱体积的；（2）球的表面积等于圆柱的侧面积.变式：半径为的球内有一内接正方体，设正方体的内切球半径为，则为多少?小结：两个几何体相接是指一个几何体的所有顶点都在另一个几何体的表面上；两个几何体相切是指一个几何体的各面与另一个几何体的各面相切.解决几何体相切或相接问题，要利用截面来展现这两个几何体之间的相互关系，从而把空间问题转化为平面问题来解决. 动手试试练1.长方体的一个顶点上的三条棱长为3、，若它的八个顶点都在同一个球面上，求出此球的表面积和体积.练2. 如图，求图中阴影部分绕AB旋转一周所形成的几何体的表面积和体积.BCAD452三、总结提升 学习小结1. 球的表面积及体积公式的应用； 2. 空间问题转化为平面问题的思想. 知识拓展极限的思想推导球的表面积公式过程：如图,将球的表面分成个小球面，每个小球面的顶点与球心连接起来，近似的看作是一个棱锥，其高近似的看作是球的半径.则球的体积约为这个小棱锥的体积和，表面积是这个小球面的面积和.当越大时，分割得越细密，每个小棱锥的高就越接近球的半径，于是当趋近于无穷大时(即分割无限加细)，小棱锥的高就变成了球的半径(这就是极限的思想).所有小棱锥的体积和就是球的体积.最后根据球的体积公式就可以推导出球的表面积公式. 学习评价 自我评价 你完成本节导学案的情况为（ ）. A. 很好 B. 较好 C. 一般 D. 较差 当堂检测（时量：5分钟 满分：10分）计分：1. 如果球的半径扩大倍，则球的表面积扩大（ ）. A.倍 B.倍 C.倍 D.8倍2. 有相等表面积的球及正方体，它们的体积记为，球直径为，正方体的棱长为，则（ ）. A. B. C. D.3. 记与正方体各个面相切的球为，与各条棱相切的球为，过正方体各顶点的球为则这3个球的体积之比为（ ）. A.1:2:3 B.1: