空间几何体1.3.1柱体、锥体、台体的表面积与体积教案新人教A版必修2

玛丽莲梦兔
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2021年02月21日 11:22
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2021年2月21日发(作者:建国大)



1.3.1


柱体、锥体、台体的表面积与体积



,提咼




1.



了解柱体、锥体、台体的表面积和体积计算公式(不要求记忆)



学生的空间想象能力和几何直观能力,培养学生的应用意识,增加学生

< br>


教学



目标



学习数学的兴趣


.


2.



掌握简单几何体的体积与表面积 的求法,提高学生的运算能力,培养



学生转化、化归以及类比的能力



教学



重、



难点



教学



多媒体课件



准备



教学重点:了解柱体、锥体、台 体的表面积和体积计算公式及其应用



教学难点:表面积和体积计算公式的应用



.





一、




入新课:



被誉为世界七大奇迹之首的胡夫大金字塔,在



1889


年巴黎埃菲尔铁塔落



成前的四千多年的漫长岁月中,胡夫大金字塔一直是世界上最高的建筑




.


在四千


多 年前生产工具很落后的中古时代,埃及人是怎样采集、搬运



数 量如此之多,每


块又如此之重的巨石垒成如此宏伟的大金字塔,真是


一个十分难解的谜


.


胡夫大金< /p>


字塔是一个正四棱锥外形的建筑,塔底边长


230


米,塔高


146.5


米,你能计算建此


金字塔用了多少石块吗?



二、



讲授新课:



提出问题



①在初中,我们已经学习了 正方体和长方体的表面积,以及它们的



展开图


(图


1



,

< br>你知道上述几何体的展开图与其表面积的关系吗?



教学过








tz





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严■■



#



X


#



■ ■ *





/…7



X


» —


. L


■一




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*





W-j*



长方体及其展开图(


2





1


正方体及其展开图(

< p>
1








棱柱、 棱锥、棱台也是由多个平面图形围成的几何体,它们的展开图



是什么?如何计算它们的表面积?





如何根据圆柱、圆锥的几何结构特征,求它们的表面积?





联系圆柱、圆锥的侧面展开图,你 能想象圆台侧面展开图的形状,并



且画出它吗?如果圆台的上、下底面半径分别是



能计算出它的表面积吗?





圆柱、圆锥和圆台的表面积之间有什么关系?



活动:①学生讨论和回顾长方体和正方体的表面积公式





学生思考几何体的表面积的含义, 教师提示就是求各个面的面积的和





让学生思考圆柱和圆锥的侧面展开图的形状





学生思考圆台的侧面展开图的形状







提示学生用动态的观点看待这个问题





讨论结果:①正方体、长方体是由 多个平面图形围成的几何体,它们的



表面积就是各个面的面积的




•因此,我们可以把它们展成平面图形,利





r' ,r


,母线长为


I


,你



用平面图形求面积的方法,求立体图形的表面积





棱柱的侧面展开图是平行四边形, 其表面积等于围成棱柱的各个面的



面积的和;棱锥的侧面展开


图是由多个三角形拼接成的,其表面积等于


< br>围成棱锥的各个面的面积的和;棱台的侧面展开图是由


多个梯形拼接成

< p>


的,其表面积等于围成棱台的各个面的面积的和





它们的表面积等于侧面积与底面积 的和,利用它们的侧面展开图来求



得它们的侧面积,由于底面


是圆面,其底面积直接应用圆的面积公式即


< br>得•其中,圆柱的侧面展开图是矩形,圆锥的侧面展开图


是扇形

< br>


我们知道,圆柱的侧面展开图是一个矩形


(

< p>



2


2).

< p>
如果圆柱的底面



半径为


r,


母线长为


I


,那么圆柱的底面面积 为


n r


,


侧面面积为


2 n rl.


因此,圆柱的表面积


S=2n


r


+2n rl=2 n r(r+l).


2



2



3






圆锥的侧面展开图是一个扇形


(




2


3).


如果圆锥的底面半径为



r,




< /p>


线长为


1


,那么它的表面积


S=n r + n rl= n r(r+l).


点评: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基本



的、常用的方法


.





台的侧 面展开图是一个扇环


(




面的面积和加上侧面的面积,即



4),


它的表面积等于上、下两个底



2


2


S=n (r


+r'


+rl+r '1).



4





柱、圆锥、圆台侧面积的关系:



圆柱和圆锥都可以看作是圆台退化而成的几何体



.


圆柱可以看作是


< br>上下底面全等的圆台,圆锥可看作是上底面退化成一点的圆台,观察它



们的侧面


积,不难发现:



S


圆柱表



2 n r(r+l)




=n r(r+l).


从上面可以很清楚地看出圆柱和圆锥的 侧面积公式都可以看作由圆台侧



面积公式演变而来


.


提出问题





回顾长方体、正方体和圆柱的体积公式,你能将它们统一成一种



形式吗?并依次类比出柱体的体积公式?






较柱体、锥体、台体的体积公式:



V


柱体


=Sh(S

为底面积,


h


为柱体的咼


)




S


圆台表



n (r


1


l+r


2


l+r


1


+r


2


)


T


S


圆锥表



1


V


锥体


=-


Sh


(S


为底面积,


h


为锥体的咼


)


;



3


1




V< /p>


台体


=



(S


+


JsS'+S')


h(S ' , S


分别为上、下底面积,


h


为台体的咼


).


3


你能发现三者之间的关系吗 ?柱体、锥体是否可以看作“特殊”的台



体?其体积公式是否可以看作台体体积公式的“特殊”形式?





活动:①让学生思考和讨论交流长 方体、正方体和圆柱的体积公式






②让学生类比圆柱、圆锥和圆台的表面积的关系?



讨论结果:





棱长为


a


的正方体的体积


V=a=aa=Sh




长方体的长、宽和高分别为



a,b,c


,其体积为


V=abc=



ab



c=Sh




2


底面 半径为


r


咼为


h


的圆柱的体积是


V=n r h=Sh,


可以类比,一般的柱体的体积也是



的高•



V-Sh

其中


S


是底面面积,


h

< p>
为柱体



1


圆锥的体积公式是


V-


< p>
Sh



S


为底面面积,< /p>


h


为高),它是同底等高的圆



3


1


柱的体积的



.


3


棱锥的体积也是同底等咼的棱柱体积的



1


-


,即棱锥的体积


V--


Sh



S




3


3


1


底面面积,


h


为咼)


.


由此可见,棱柱与圆柱的体积公式类似,都是底面面积乘高;棱锥与圆



1


锥的体积公式类似,都是底面面积乘高的






3 < /p>


由于圆台(棱台)是由圆锥(棱锥)截成的,因此可以利用两个锥



体的体积差,得到圆台(棱台)的体积公式



V-





S'+


J


SS


+S



h,


3


其中


S', S

< br>分别为上、下底面面积,


h


为圆台(棱台)咼•



注意:不要求推导公式,也不要求记忆







柱体可以看作是上、下底面相冋的台体,锥体可以看作是有一个底面



是一个点的台体•因此柱体、锥体可以看作“特殊”的台体



•当


S' -0


时,



台体的体积公式变为锥体的体积公式;当


S -S


时,台体的体积公式变为



柱体的 体


积公式,因此,柱体、锥体的体积公式可以看作台体体积公式



的“特殊”形式•



柱体和锥体可以看 作由台体变化得到,柱体可以看作是上、下底面



相冋的台


体,锥体可以看作是有一个底面是一个点的台体,因此很容易



得出它们之间的体


积关系,如图


5:


坷赳偶饵册





应用示例




1


已知棱长为


a,

< br>各面均为等边三角形的四面体



它的表面积•



S



ABC


(图


6



,






6


活动:回顾几何体的表面积含义和求法





分析:由于四面体


S



ABC


的四个面是全等的等边三角形,所以四面体的



表面积


等于其中任何一个面面积的



4


倍•



解:先求△ SBC


的面积,过点


S



SDL BC


< br>BC


于点


D.


因为


BC=a,SD=


SB


2



- BD


?



.


a



-


(;)





a


,


所以



SASBC

=



BC




SD


=


i a


2


2




a=


--


3


a



2


2


2


4


'


因此,四面体


S


< br>ABC


的表面积


S=4x


a


2


=


J


3a


2


.


4


点评:本题主要考查多面体的表面积的求法



变式训练



1.



径均分别相等



圆柱侧面积为


S,


求圆锥的侧面积•



解:设圆锥的母线长为


I


,因为圆柱的侧面积为


S,


圆柱的底面半径为


r,

已知圆柱和圆锥的高、底面半


•若圆柱的底面半径为


r,


S



S


圆柱 侧


=s,


根据圆柱的侧面积公式可得:圆柱的母线(高)长为< /p>



S



,


2




S < /p>


由题意得圆锥的高为


——


,又圆锥的底面 半径为


r


,根据勾股定理,圆锥



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