四川省宜宾市一中2018_2018学年高中数学下学期1.1.1《空间几何体的结构特征》新人教B版必修2教案

1、.?空间几何体的构造特征?第一章 空间几何体第1.1.1节柱、锥、台、球的构造特征【本节教材分析】一、三维目的1知识与技能1通过实物操作，增强学生的直观感知。2能根据几何构造特征对空间物体进展分类。3会用语言概述棱柱、棱锥、圆柱、圆锥、棱台、圆台、球的构造特征。4会表示有关于几何体以及柱、锥、台的分类。2过程与方法1让学生通过直观感受空间物体，从实物中概括出柱、锥、台、球的几何构造特征。2让学生观察、讨论、归纳、概括所学的知识。3情感态度与价值观1使学生感受空间几何体存在于现实生活周围，增强学生学习的积极性，同时进步学生的观察才能。2培养学生的空间想象才能和抽象括才能。二、教学重点、难点重点：

2、让学生感受大量空间实物及模型、概括出柱、锥、台、球的构造特征。难点：柱、锥、台、球的构造特征的概括。三、教学用具1学法：观察、考虑、交流、讨论、概括。2实物模型、投影仪四、教学思路一创设情景，提醒课题1老师提出问题：在我们生活周围中有不少有特色的建筑物，你能举出一些例子吗？这些建筑的几何构造特征如何？引导学生回忆，举例和互相交流。老师对学生的活动及时给予评价。2所举的建筑物根本上都是由这些几何体组合而成的，展示具有柱、锥、台、球构造特征的空间物体，你能通过观察。根据某种标准对这些空间物体进展分类吗？这是我们所要学习的内容。二、研探新知1引导学生观察物体、考虑、交流、讨论，对物体进展分类，分辩棱

3、柱、圆柱、棱锥。2观察棱柱的几何物件以及投影出棱柱的图片，它们各自的特点是什么？它们的共同特点是什么？3组织学生分组讨论，每小组选出一名同学发表本组讨论结果。在此根底上得出棱柱的主要构造特征。1有两个面互相平行；2其余各面都是平行四边形；3每相邻两上四边形的公共边互相平行。概括出棱柱的概念。4老师与学生结合图形共同得出棱柱相关概念以及棱柱的表示。5提出问题：各种这样的棱柱，主要有什么不同？可不可以根据不同对棱柱分类？请列举身边具有已学过的几何构造特征的物体，并说出组成这些物体的几何构造特征？它们由哪些根本几何体组成的？6以类似的方法，让学生考虑、讨论、概括出棱锥、棱台的构造特征，并得出相关的概

4、念，分类以及表示。7让学生观察圆柱，并实物模型演示，如何得到圆柱，从而概括出圆标的概念以及相关的概念及圆柱的表示。8引导学生以类似的方法考虑圆锥、圆台、球的构造特征，以及相关概念和表示，借助实物模型演示引导学生考虑、讨论、概括。9老师指出圆柱和棱柱统称为柱体，棱台与圆台统称为台体，圆锥与棱锥统称为锥体。10现实世界中，我们看到的物体大多由具有柱、锥、台、球等几何构造特征的物体组合而成。请列举身边具有已学过的几何构造特征的物体，并说出组成这些物体的几何构造特征？它们由哪些根本几何体组成的？【教学过程】提出问题1.观察下面的图片，请将这些图片中的物体分成两类，并说明分类的标准是什么？图12.你能给

5、出多面体和旋转体的定义吗？活动：让学生分组讨论，根据初中已有的知识，学生很快就能分成两类，对没有思路的学生，老师予以提示.1.根据围成几何体的面是否都是平面来分类.2.根据围成几何体的面的特点来定义多面体，利用动态的观点来定义旋转体.讨论结果：1.通过观察，可以发现，2、5、7、9、13、14、15、16具有同样的特点：组成几何体的每个面都是平面图形，并且都是平面多边形，像这样的几何体称为多面体；1、3、4、6、8、10、11、12具有同样的特点：组成它们的面不全是平面图形，像这样的几何体称为旋转体.2.多面体：一般地，由假设干个平面多边形围成的几何体叫做多面体.围成多面体的各个多边形叫做多面

6、体的面；相邻两个面的公共边叫做多面体的棱；棱与棱的公共点叫做多面体的顶点.按围成多面体的面数分为：四面体、五面体、六面体、，一个多面体最少有4个面，四面体是三棱锥.棱柱、棱锥、棱台均是多面体.旋转体：由一个平面图形绕它所在平面内的一条定直线旋转所形成的封闭几何体叫做旋转体，这条定直线叫做旋转体的轴.圆柱、圆锥、圆台、球均是旋转体.提出问题1.与其他多面体相比，图片中的多面体5、7、9具有什么样的共同特征？2.请给出棱柱的定义？3.与其他多面体相比，图片中的多面体14、15具有什么样的共同特征？4.请给出棱锥的定义.5.利用同样的方法给出棱台的定义.活动：学生先考虑或讨论，假如学生没有思路时，老

7、师再提示.对于1、3，可根据围成多面体的各个面的关系来分析.对于2,利用多面体5、7、9的共同特征来定义棱柱.对于4,利用多面体14、15的共同特征来定义棱锥.对于5,利用图片中的多面体13、16的共同特征来定义棱台.讨论结果：1.特点是：有两个面平行，其余的面都是平行四边形.像这样的几何体称为棱柱.2.定义：两个平面互相平行，其余各面都是四边形，并且每相邻两个四边形的公共边都互相平行，由这些面围成的多面体称为棱柱.棱柱中，两个互相平行的面叫做棱柱的底面；其余各面叫做棱柱的侧面；相邻侧面的公共边叫做棱柱的侧棱;侧面与底面的公共顶点叫做棱柱的顶点.表示法：用表示底面各顶点的字母表示棱柱.分类：按

8、底面多边形的边数分为三棱柱、四棱柱、五棱柱3.其中一个面是多边形，其余各面是三角形，这样的几何体称为棱锥.4.定义：有一面为多边形，其余各面都是有一个公共顶点的三角形，这些面围成的多面体叫做棱锥.这个多边形面叫做棱锥的底面或底；有公共顶点的各个三角形面叫做棱锥的侧面；各侧面的公共顶点叫做棱锥的顶点；相邻侧面的公共边叫做棱锥的侧棱.表示法：用顶点和底面各顶点的字母表示.分类：按底面多边形的边数分为三棱锥、四棱锥、五棱锥5.定义：用一个平行于棱锥底面的平面去截棱锥，底面与截面之间的部分叫做棱台.原棱锥的底面和截面叫做棱台的下底面和上底面；其他各面叫做棱台的侧面；相邻侧面的公共边叫做棱台的侧棱；底面

9、多边形与侧面的公共顶点叫做棱台的顶点.表示法：用表示底面各顶点的字母表示棱台.分类：按底面多边形的边数分为三棱台、四棱台、五棱台提出问题1.与其他旋转体相比，图片中的旋转体1、8具有什么样的共同特征？2.请给出圆柱的定义.3.其他旋转体相比，图片中的旋转体3、6具有什么样的共同特征？4.请给出圆锥的定义.5.类比圆锥和圆柱的定义方法，请给出圆台的定义.6.用同样的方法给出球的定义.讨论结果：1.静态的观点：有两个平行的平面，其他的面是曲面；动态的观点：矩形绕其一边旋转形成的面围成的旋转体.像这样的旋转体称为圆柱.2.定义：以矩形的一边所在的直线为旋转轴，其余各边旋转而形成的曲面所围成的旋转体叫

10、做圆柱.旋转轴叫做圆柱的轴；垂直于旋转轴的边旋转而成的圆面叫做圆柱的底面；平行于轴的边旋转而成的曲面叫做圆柱的侧面，圆柱的侧面又称为圆柱面，无论转到什么位置，不垂直于轴的边都叫做圆柱侧面的母线.表示：圆柱用表示轴的字母表示.规定：圆柱和棱柱统称为柱体.3.静态的观点：有一平面，其他的面是曲面；动态的观点：直角三角形绕其一直角边旋转形成的面围成的旋转体.像这样的旋转体称为圆锥.4.定义：以直角三角形的一条直角边所在的直线为旋转轴，其余两边旋转而形成的面所围成的旋转体叫做圆锥.旋转轴叫做圆锥的轴；垂直于旋转轴的边旋转而成的圆面称为圆锥的底面；不垂直于旋转轴的边旋转而成的曲面叫做圆锥的侧面，圆锥的侧

11、面又称为圆锥面，无论转到什么位置，这条边都叫做圆锥侧面的母线.表示：圆锥用表示轴的字母表示.规定：圆锥和棱锥统称为锥体.5.定义：以直角梯形垂直于底边的腰所在的直线为旋转轴，其余各边旋转而形成的曲面所围成的几何体叫做圆台.还可以看成是用平行于圆锥底面的平面截这个圆锥，截面与底面之间的部分.旋转轴叫做圆台的轴；垂直于旋转轴的边旋转而成的圆面称为圆台的底面；不垂直于旋转轴的边旋转而成的曲面叫做圆台的侧面，无论转到什么位置，这条边都叫做圆台侧面的母线.表示：圆台用表示轴的字母表示.规定：圆台和棱台统称为台体.6.定义：以半圆的直径所在的直线为旋转轴，将半圆旋转一周所形成的曲面称为球面，球面所围成的旋

12、转体称为球体，简称球.半圆的圆心称为球心，连接球面上任意一点与球心的线段称为球的半径，连接球面上两点并且过球心的线段称为球的直径.表示：用表示球心的字母表示.知识总结：1.棱柱、棱锥、棱台的构造特征比较，如下表所示:构造特征棱柱棱锥棱台定义两个平面互相平行，其余各面都是四边形，并且每相邻两个四边形的公共边都互相平行，这些面围成的几何体称为棱柱有一面为多边形，其余各面是有一个公共顶点的三角形，这些面围成的几何体叫做棱锥用一个平行于棱锥底面的平面去截棱锥，底面与截面之间的部分，这样的多面体叫做棱台底面两底面是全等的多边形多边形两底面是相似的多边形侧面平行四边形三角形梯形侧棱平行且相等相交于顶点延长

13、线交于一点平行于底面的截面与两底面是全等的多边形与底面是相似的多边形与两底面是相似的多边形过不相邻两侧棱的截面平行四边形三角形梯形2.圆柱、圆锥、圆台、球的构造特征比较，如下表所示:构造特征圆柱圆锥圆台球定义以矩形的一边所在的直线为旋转轴，其余各边旋转而形成的曲面所围成的几何体叫做圆柱以直角三角形的一条直角边为旋转轴，其余各边旋转而形成的曲面所围成的几何体叫做圆锥以直角梯形垂直于底边的腰所在的直线为旋转轴，其余各边旋转而形成的曲面所围成的几何体叫做圆台以半圆的直径所在的直线为旋转轴，将半圆旋转一周所形成的曲面称为球面，球面所围成的几何体称为球体，简称球底面两底面是平行且半径相等的圆圆两底面是平

14、行但半径不相等的圆无侧面展开图矩形扇形扇环不可展开母线平行且相等相交于顶点延长线交于一点无平行于底面的截面与两底面是平行且半径相等的圆平行于底面且半径不相等的圆与两底面是平行且半径不相等的圆球的任何截面都是圆轴截面矩形等腰三角形等腰梯形圆3.简单几何体的分类：【典例剖析】例1 以下几何体是棱柱的有 图2A.5个 B.4个 C.3个 D.2个活动：判断一个几何体是哪种几何体，一定要紧扣柱、锥、台、球的构造特征，注意定义中的特殊字眼，切不可马虎大意.棱柱的构造特征有三方面：有两个面互相平行；其余各面是平行四边形；这些平行四边形面中，每相邻两个面的公共边都互相平行.当一个几何体同时满足这三方面的构造

15、特征时，这个几何体才是棱柱.很明显，几何体均不符合，仅有符合.答案：D点评：此题主要考察棱柱的构造特征.此题容易错认为几何体也是棱柱，其原因是无视了棱柱必须有两个面平行这个构造特征，防止出现此类错误的方法是将教材中的各种几何体的构造特征放在一起比照，并且和图形对应起来记忆，要做到看到文字表达就想到图，看到图形就想到文字表达.例2请描绘以下几何体的构造特征，并说出它的名称.1由7个面围成，其中两个面是互相平行且全等的五边形，其它面都是全等的矩形；2如右图，一个圆环面绕着过圆心的直线l旋转180°.解：1特征：具有棱柱的特征，且侧面都是全等的矩形，底面是正五边形. 几何体为正五棱柱.2由

16、两个同心的大球和小球,大球里去掉小球剩下的部分形成的几何体,即空心球.例3假设三棱锥的底面为正三角形,侧面为等腰三角形,侧棱长为2,底面周长为9,求棱锥的高.解：底面正三角形中，边长为3，高为，中心到顶点间隔 为，那么棱锥的高为.例4用一个平行于圆锥底面的平面截这个圆锥，截得圆台上、下底面的面积之比为1：16，截去的圆锥的母线长是3cm，求圆台的母线长.解：设圆台的母线为，截得圆台的上、下底面半径分别为，.根据相似三角形的性质得，解得.所以，圆台的母线长为9cm.点评：用平行于底面的平面去截柱、锥、台等几何体，注意抓住截面的性质与底面全等或相似，同时结合旋转体中的轴截面经过旋转轴的截面的几何性

17、质，利用相似三角形中的相似比，构设相关几何变量的方程组而解得.例5长方体的一条对角线与一个顶点处的三条棱所成的角分别为，求与的值.解：设长方体的一个顶点出发的长、宽、高分别为a、b、c，相应对角线长为l，那么. =1. =2.点评：从长方体的一个顶点出发的对角线与三条棱，均位于直角三角形中，利用直角三角形中的边角关系“、“而求. 关键在于找准直角三角形中的三边，斜边是长方体的对角线，角的邻边是各棱长，角的对边是相应矩形面的对角线.【当堂检测】一、选择题1假如一个棱锥的各个侧面都是等边三角形，那么这个棱锥不可能是A三棱锥B四棱锥C五棱锥 D六棱锥2以下说法错误的选项是A三棱柱的侧面为三角形B多面

18、体至少有4个面C长方体、正方体都是柱体D九棱柱有9条侧棱，9个侧面，侧面为平行四边形3长方体三条棱长分别是AA1，AB2，AD4，那么从A点出发，沿长方体的外表到C的最短间隔 是A5 B7C. D.4以下命题正确的选项是A棱柱的底面一定是平行四边形B棱锥的底面一定是三角形C棱锥被平面分成的两部分不可能都是棱锥D棱柱被平面分成的两部分可以都是棱柱二、填空题5如图，正方形ABCD中，E、F分别为CD、BC的中点，沿AE、AF、EF将其折成一个多面体，那么此多面体是_6在正方体上任意选择4个顶点，它们可能是如下各种几何图形的4个顶点，这些几何体是_写出所有正确结论的序号三、解答题7如图1所示为一几何

19、体的展开图1沿图1中虚线将它们折叠起来，是哪一种几何体？试用文字描绘并画出示意图；2图2可由3个图1的折叠体组合而成，请在图2中棱长为6 cm的正方体ABCDA1B1C1D1中指出这几个几何体的名称参考答案：1.解析：假设是六棱锥，那么顶点必在底面上，不能构成几何体答案：D2.解析：A错，根据棱柱的定义，棱柱的侧面是平行四边形答案：A3解析：如图，长方体分三种情况侧面展开得，5.故应选A.答案：A4.解析：棱柱、棱锥的底面可以是任意多边形，所以排除A、B；过棱锥底面的一条对角线及顶点的平面为棱锥，排除C.对于D，只要这个平面与底面平行就可以得到两个棱柱答案：D5.解析：此多面体由四个面构成，故

20、为三棱锥，也叫四面体答案：三棱锥也可答四面体6.矩形；不是矩形的平行四边形；有三个面为等腰直角三角形，有一个面为等边三角形的四面体；每个面都是等边三角形的四面体；每个面都是直角三角形的四面体答案：7.解：1有一条侧棱垂直于底面且底面为正方形的四棱锥，且垂直于底面的侧棱长等于底面正方形的边长，如图甲所示2如图乙所示，由四棱锥A1CDD1C1，四棱锥A1ABCD，四棱锥A1BCC1B1组合而成【新课教学过程设计一】第一章 空间几何体第1.1.2节简单组合体的构造特征【本节教材分析】一三维目的1.掌握简单组合体的概念，学会观察、分析图形，进步空间想象才能和几何直观才能.2.可以描绘现实生活中简单物体

21、的构造，学会通过建立几何模型来研究空间图形，培养学生的数学建模思想.二教学重点描绘简单组合体的构造特征。三教学难点概括出简单组合体的构造特征。四教学建议立体几何是研究现实世界中物体的形状、大小与位置关系的学科，只有把我们周围的物体形状正确迅速分解开，才能清醒地认识几何学，为后续学习打下坚实的根底.简单几何体柱体、锥体、台体和球是构成简单组合体的根本元素.本节教材主要是为了让学生在学习了柱、锥、台、球的根底上，运用它们的构造特征来描绘简单组合体的构造特征.【新课导入设计】导入一：在我们的生活中，酒瓶的形状是圆柱吗？我们的教学楼的形状是柱体吗？钢笔、圆珠笔呢？这些物体都不是简单几何体，那么如何描绘

22、它们的构造特征呢？老师指出课题：简单几何体的构造特征.导入二：现实世界中的物体表示的几何体，除柱体、锥体、台体和球体等简单几何体外，还有大量的几何体是由简单几何体组合而成的，这些几何体叫做简单组合体，这节课学习的课题是：简单几何体的构造特征.提出问题请指出以下几何体是由哪些简单几何体组合而成的.图1观察图1，结合生活实际经历，简单组合体有几种组合形式？请你总结长方体与球体能组合成几种不同的组合体.它们之间具有怎样的关系？活动：让学生仔细观察图1，老师适当时候再提示.略.图1中的三个组合体分别代表了不同形式.学生可以分组讨论，老师可以制作有关模型展示.讨论结果：由简单几何体组合而成的几何体叫做简

23、单组合体.现实世界中，我们看到的物体大多由具有柱、锥、台、球等几何构造特征的物体组合而成.图11是一个四棱锥和一个长方体拼接成的，这是多面体与多面体的组合体；图12是一个圆台挖去一个圆锥构成的，这是旋转体与旋转体的组合体；图13是一个球和一个长方体拼接成的，这是旋转体与多面体的组合体. 常见的组合体有三种：多面体与多面体的组合；多面体与旋转体的组合；旋转体与旋转体的组合.其根本形式本质上有两种：一种是由简单几何体拼接而成的简单组合体，如图11和3所示的组合体；另一种是由简单几何体截去或挖去一部分而成的简单组合体，如图12所示的组合体. 常见的球与长方体构成的简单组合体及其构造特征：1°

24、;长方体的八个顶点在同一个球面上，此时长方体称为球的内接长方体，球是长方体的外接球，并且长方体的对角线是球的直径；2°一球与正方体的所有棱相切，那么正方体每个面上的对角线长等于球的直径；3°一球与正方体的所有面相切，那么正方体的棱长等于球的直径.应用例如例1 请描绘如图2所示的组合体的构造特征.图2活动：回忆简单几何体的构造特征，再将各个组合体分解为简单几何体.根据柱、锥、台、球的构造特征依次作出判断.解：图21是由一个圆锥和一个圆台拼接而成的组合体；图22是由一个长方体截去一个三棱锥后剩下的部分得到的组合体；图23是由一个圆柱挖去一个三棱锥剩下的部分得到的组合体.点评：此

25、题主要考察简单组合体的构造特征和空间想象才能.变式训练1： 1 如图3说出以下物体可以近似地看作由哪几种几何体组成？图32如图41、2所示的两个组合体有什么区别？ 图4答案：1 图31中的几何体可以看作是由一个圆柱和一个圆锥拼接而成；图2中的螺帽可以近似看作是一个正六棱柱中挖掉一个圆柱构成的组合体.2图41所示的组合体是一个长方体上面又放置了一个圆柱，也就是一个长方体和一个圆柱拼接成的组合体；而图2所示的组合体是一个长方体中挖去了一个圆柱剩余部分构成的组合体.例2 连接正方体的相邻各面的中心所谓中心是指各面所在正方形的两条对角线的交点，所得的一个几何体是几面体？并画图表示该几何体.活动：先画出

26、正方体，然后取各个面的中心，并依次连成线观察即可.连接相应点后,得出图形如图41，再作出判断.1 2图4解：如图41，正方体ABCDA1B1C1D1，O1、O2、O3、O4、O5、O6分别是各外表的中心.由点O1、O2、O3、O4、O5、O6组成了一个八面体，而且该八面体共有6个顶点，12条棱.该多面体的图形如图42所示.点评：此题中的八面体，事实上是正八面体八个面都是全等的正三角形，并且以每个顶点为其一端，都有一样数目的棱.由图还可见，该八面体可看成是由两个全等的四棱锥经重合底面后而得到的，而且中间一个四边形O2O3O4O5还是正方形，当然其他的如O1O2O6O4等也是正方形.为了增强立体效

27、果，正方体应画得“正些，而八面体的放置应稍许“倾斜些，并且“后面的线，即被前面平面所遮住的线，如图中的O1O5、O6O5、O5O2、O5O4应画成虚线.变式训练2 连接上述所得的几何体的相邻各面的中心，试问所得的几何体又是几面体？答案：六面体正方体.例3 如图5所示，梯形ABCD中，ADBC，且ADBC，当梯形ABCD绕BC所在直线旋转一周时，其他各边旋转围成的一个几何体，试描绘该几何体的构造特征.图5解析：让学生考虑AB、AD、DC与旋转轴BC是否垂直，以此确定所得几何体的构造特征解：如下图，旋转所得的几何体是两个圆锥和一个圆柱拼接成的组合体.点评：此题主要考察空间想象才能以及旋转体、简单组

28、合体.变式训练31 如下图，梯形ABCD中，ADBC，且ADBC，当梯形ABCD绕AD所在直线旋转一周时，其他各边旋转围成的一个几何体，试描绘该几何体的构造特征. 图62 如下图，一个圆环绕着同一个平面内过圆心的直线l旋转180°，说出它形成的几何体的构造特征 图7答案：1如下图，旋转所得的几何体是一个圆柱挖去两个圆锥后剩余部分而成的组合体.2一个大球内部挖去一个同球心且半径较小的球.拓展提升1.请想一想正方体的截面可能是什么形状的图形？活动：静止是相对的，运动是绝对的，点动成线，线动成面.用运动的观点看几何问题的形成，容易建立空间想象力，这样对于分割和组合图形是有好处的.明确棱柱、棱锥、棱台等多面体的定义及圆柱、圆锥、圆台的生成过程，以及柱、锥、台的互相关系，对于我们正确的割补图形也是有好处的.对于正方体的分割，可通过实物模型，实际切割实验，还可借助于多媒体手段进展切割实验.对于切割所得的平面图形可根据它的定义进展证明，从而判断出各个截面的形状.探究：此题考察立体几何的空间想象才能，通过尝试、归纳，可以有如下各种肯定或否认性的答案：1截面可以是三角形：等边三角形、等腰三角形、