图解球体表面积和体积正确计算方法及计算公式
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图解球体表面积和体积正确计算方法及计算公式
一、球体面积
球体表面是可以由
N
个带弧形的等腰三角形拼凑而成,见图一、图二、图
三。
设球体的二分之一水平中心为腰线,
在球顶和球底正中各设一个顶点和底点
a
,然后从顶点到腰线按等分分割成
N
个带弧形的等腰三角形。根据定义:线的
长度不因弯曲而改变,球面可无限
分割成
N
个等腰三角形
如图二
、
图四、
图五所示,
所有分割好带弧形
的等腰三角形都可以自然平展成标
准的等腰三角形,亦可将等腰三角形拼凑成方形。
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在理解上述
图例球体表面和等腰三角形的关系后,
我们可以对球体表面积的计算
有比较清晰的判断。即,球体表面可以分割成
N
个相等的等
腰三角形,等腰三
角形亦可拼凑成方形,由此推导出球体面积可以用矩形公式计算。
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即
S =
长×宽,
< br>如果我们设球体
1/4
之一的周长为宽,
设球体的周长为长,
则
球体表面积公式为:
S=1/4
周长×周长
(见图六)
例
1
:已知球体直径是
1
个单位,求球体表面积(用上述最新推
导公式
S=1/4
周长×周长)
S =
(
3.14159
÷
4
< br>)×
3.14159 =
2.4674
㎡
二、球体体积
设以球心作一条垂线或水平中心线
,
然后以垂线或水平中心向外将球体按等
分无限分割成
N
个半圆楔形体。见图七、图八。
球体分割完成后,将半圆楔形体镜
像排列成圆柱体,见图九、图十。
从图七、图八、图九、图十看,球体从中心按等分分割成半圆楔形体后可以排列
堆砌成圆柱体,
根据计算得出定义:
与球体同直
径同体积的圆柱体的柱高正好是
球体周长的
1/4
。