柱、锥、球及其简单组合体
1.1.2 圆柱、圆锥、圆台、球的结构特征、简单组合体的结构特征(共39张PPT)
第一章
空间几何体
【名师点评】
组合体是由简单几何体拼接、截去或挖
去一部分而成的,因此,要仔细观察组合体的组成和结
构,结合柱、锥、台、球的几何结构特征对原组合体进
行分割.
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第一章
空间几何体
跟踪训练
2.如图中的组合体的结构特征有以下几种说法: ①由一个长方体割去一个四棱柱所构成的; ②由一个长方体与两个四棱柱组合而成的; ③由一个长方体挖去一个四棱台所构成的; ④由一个长方体与两个四棱台组合而成的. 其中正确说法的序号是________.
什么几何体?
解:如图(1)和(2)所示,绕其直角边所在直线旋转一周围 成的几何体是圆锥. 如图(3)所示,绕其斜边所在直线旋转一周所得几何体是 两个同底相对的圆锥.
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第一章
空间几何体
如图(4)所示,绕其斜边上的高所在的直线为轴旋转
180°围成的几何体是两个半圆锥, 旋转360°围成的几何体是一个圆锥.
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第一章
空间几何体
解析:如图所示,该组合体可由一个长方体割去一个四 棱柱所构成,也可以由一个长方体与两个四棱柱组成而 成.故说法①②正确.
答案:①②
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第一章
空间几何体
题型三
例3
旋转体的侧面展开图
如图,底面半径为1,高为2的圆柱,在A点有
一只蚂蚁,现在这只蚂蚁要围绕圆柱由A点爬到B点, 问蚂蚁爬行的最短距离是多少?
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第一章
空间几何体
做一做
2.将图1所示的三角形绕直线l旋转一周,可以
得到图2所示的几何体的是________.
答案:②
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第一章
空间几何体
2020年高考数学五年真题与三年模拟考点分类解读(江苏版)22 空间几何题的面积与体积(原卷版)
考点22 空间几何题的面积与体积一、考纲要求1. 直观了解柱、锥、台、球及其简单组合体的结构特征,对柱、锥、台、球的概念的理解不作过高要求,复习时不要过分挖深.2. 多面体与旋转体表面上两点间的最短距离问题,要适当强化,体现了空间问题向平面问题转化.3. 柱、锥、台、球的表面积与体积的计算可能会在高考填空题中出现,注意体现不同几何体之间的联系,同时注意与平面几何中的面积等进行类比.二、近五年江苏高考立体几何中的计算作为江苏考纲必考知识点,每年都会考查,但是江苏高考对立体几何中的运算要求比较简单,近要求计算简单几何体的体积与表面积等简单的运算。
从近五年江苏高考试题可以发现主要考查柱、锥、球的表面积与体积,因此,在复习中要注意把握深度。
三、考点总结:把握空间几何体的结构特征是认识几何体的一个重要方面,也是进一步学习立体几何的基础. 在学习过程中,要通过互相对比的方式来把握它们的实质与不同,既要看到它们之间的不同,也要理解它们之间的联系,这样才能理解它们之间的共性和个性,做到心中有数,心中有图. 近些年来在高考中不仅有直接求多面体、旋转体的面积和体积问题,也有已知面积或体积求某些元素的量或元素间的位置关系问题. 即使考查空间线面的位置关系问题,也常以几何体为依托,因而要熟练掌握多面体与旋转体的概念、性质以及它们的求积公式. 同时也要学会运用等价转化思想,会把组合体求积问题转化为基本几何体的求积问题,会等体积转化求解问题,会把立体问题转化为平面问题求解,会运用“割补法”等求解.四、近五年江苏高考题1、(2019江苏卷)如图,长方体1111ABCD A B C D 的体积是120,E 为1CC 的中点,则三棱锥E -BCD 的体积是_____.2、(2018江苏卷)如图所示,正方体的棱长为2,以其所有面的中心为顶点的多面体的体积为________.3、(2017江苏卷)如图,圆柱O 1O 2内有一个球O ,该球与圆柱的上、下底面及母线均相切.记圆柱O 1O 2的体积为V 1,球O 的体积为V 2,则V 1V 2的值是________.4、(2016江苏卷)现需要设计一个仓库,它由上下两部分组成,上部的形状是正四棱锥P A 1B 1C 1D 1,下部的形状是正四棱柱ABCDA 1B 1C 1D 1(如图所示),并要求正四棱柱的高O 1O 是正四棱锥的高PO 1的4倍.(1) 若AB =6 m ,PO 1=2 m ,则仓库的容积是多少?(2) 若正四棱锥的侧棱长为6 m ,则当PO 1为多少时,仓库的容积最大?5、(2015江苏卷)现有橡皮泥制作的底面半径为5、高为4的圆锥和底面半径为2、高为8的圆柱各一个.若将它们重新制作成总体积与高均保持不变,但底面半径相同的新的圆锥与圆柱各一个,则新的底面半径为________.五、三年模拟题型一柱的表面积与体积1、(2019南通、泰州、扬州一调)已知正四棱柱的底面长是3 cm,侧面的对角线长是3 5 cm,则这个正四棱柱的体积为________cm3.2、(2019常州期末)已知圆锥SO,过SO的中点P作平行于圆锥底面的截面,以截面为上底面作圆柱PO,圆柱的下底面落在圆锥的底面上(如图),则圆柱PO的体积与圆锥SO的体积的比值为________.3、(2019苏锡常镇调研(一))已知圆柱的轴截面的对角线长为2,则这个圆柱的侧面积的最大值为________.4、(2019南京三模)有一个体积为2的长方体,它的长、宽、高依次为a,b,1.现将它的长增加1,宽增加2,且体积不变,则所得新长方体高的最大值为.5、(2018南京学情调研)将一个正方形绕着它的一边所在的直线旋转一周,所得圆柱的体积为27πcm3,则该圆柱的侧面积为________cm2.6、(2018南通、泰州一调)如图,铜质六角螺帽毛坯是由一个正六棱柱挖去一个圆柱所构成的.已知正六棱柱的底面边长、高都为4 cm,圆柱的底面积为9 3 cm2.若将该螺帽熔化后铸成一个高为6 cm的正三棱柱零件,则该正三棱柱的底面边长为________cm(不计损耗).7、(2018苏北四市期末)已知正四棱柱的底面边长为3 cm,侧面的对角线长是35cm,则这个正四棱柱的体积是________cm3.8、(2018苏中三市、苏北四市三调)现有一正四棱柱形铁块,底面边长为高的8倍,将其熔化锻造成一个底面积不变的正四棱锥形铁件(不计材料损耗).设正四棱柱与正四棱锥的侧面积分别为1S ,2S ,则12S S 的值为 .9、(2017南通一调)如图,在正四棱柱ABCDA 1B 1C 1D 1中,AB =3 cm ,AA 1=1 cm ,则三棱锥D 1A 1BD 的体积为________cm 3.10.(2017常州期末)以一个圆柱的下底面为底面,并以圆柱的上底面圆心为顶点作圆锥,若所得的圆锥底面半径等于圆锥的高,则圆锥的侧面积与圆柱的侧面积之比为________.题型二 锥的表面积与体积1、(2019扬州期末)底面半径为1,母线长为3的圆锥的体积是________.2、(2019镇江期末) 已知一个圆锥的底面积为π,侧面积为2π,则该圆锥的体积为________.3、(2019泰州期末) 如图,在直三棱柱ABCA 1B 1C 1中,点M 为棱AA 1的中点,记三棱锥A 1MBC 的体积V 1,四棱锥A 1BB 1C 1C 的体积为V 2,则V 1V 2的值是________.4、(2019苏北三市期末)已知正四棱锥的底面边长为23,高为1,则该正四棱锥的侧面积为________.5、(2018苏州暑假测试)如图,正四棱锥PABCD 的底面一边AB 的长为2 3 cm ,侧面积为8 3 cm 2,则它的体积为________cm 3.6、(2018常州期末) 已知圆锥的高为6,体积为8.用平行于圆锥底面的平面截圆锥,得到的圆台体积是7,则该圆台的高为________.7、(2018镇江期末) 已知正四棱锥的底面边长为2,侧棱长为6,则该正四棱锥的体积为________. 8、(2018扬州期末) 若圆锥的侧面展开图是面积为3π且圆心角为2π3的扇形,则此圆锥的体积为________.9、(2018南京、盐城、连云港二模)在边长为4的正方形ABCD 内剪去四个全等的等腰三角形(如图1中阴影部分),折叠成底面边长为2的正四棱锥SEFGH(如图2),则正四棱锥SEFGH 的体积为________.(图1) (图2)10、(2018苏锡常镇调研(一))若正四棱锥的底面边长为 2 cm ,侧面积为8 cm 2,则它的体积为________cm 3.11、(2017苏锡常镇调研(一)) 已知正四棱锥的底面边长是2,侧棱长是3,则该正四棱锥的体积为________.题型三 球的表面积与体积1、(2019苏州期末)如图,某种螺帽是由一个半径为2的半球体挖去一个正三棱锥构成的几何体,该正三棱锥的底面三角形内接于半球底面大圆,顶点在半球面上,则被挖去的正三棱锥体积为________.2、(2019苏州三市、苏北四市二调)设P,A,B,C为球O表面上的四个点,PA,PB,PC两两垂直,且PA=2 m,PB=3 m,PC=4 m,则球O的表面积为________m2.3、(2018无锡期末)直三棱柱ABCA1B1C1中,已知AB⊥BC,AB=3,BC=4,AA1=5,若三棱柱的所有顶点都在同一球面上,则该球的表面积为________.4、(2018苏州期末)鲁班锁是中国传统的智力玩具,起源于中国古代建筑中首创的榫卯结构,它的外观是如图所示的十字立方体,其上下、左右、前后完全对称,六根等长的正四棱柱体分成三组,经90°榫卯起来.若正四棱柱的高为5,底面正方形的边长为1,现将该鲁班锁放进一个球形容器内,则该球形容器的表面积至少为________(容器壁的厚度忽略不计,结果保留π).。
基本立体图形(第2课时)圆柱、圆锥、圆台、球与简单组合体的结构特征(人教A版2019必修第二册)
圆锥也用表示它的轴的字母表示,如图中的圆锥记作圆锥.
新知探索
如图,与棱台类似,用平行于圆锥底面的平面去截圆锥,底面与截面之
间的部分叫做圆台.生活中的纸杯就是具有圆台结构特征的物体.
与圆柱和圆锥一样,圆台也有轴、底面、侧面、母线.圆台也用表示它的轴的
字母表示,如图中的圆台,记作圆台’ .
新知探索
的圆锥的母线长为12 ,则圆台的母线长是多少?
解:如图是圆台的轴截面,由题意知 = 2 ,’ ’ = 1 , = 12 .
’ ’
’
由∆ ∼ ∆,得
= ,得’
所以’ = − ’ = 12 − 6 = 6().
’
’
所以圆台的母线长为6 .
=
’ ’
1
2
∙ = × 12 = 6().
练习
方法技巧:
解决旋转体中计算问题的方法策略
(1)巧用轴截面实现空间图形平面化:旋转体中有关底面半径、母线、高以及
有关球的问题的计算,可巧用轴截面求解,即将立体问题转化为平面问题.
(2)在轴截面中借助直角三角形或三角形的相似关系建立高、母线长、底面圆
新知探索
现实世界中的物体表示的几何体,除柱体、锥体、台体和球等简单几何体外,
还有大量的几何体是由简单几何体组合而成的,这些几何体称作简单组合体.
图1
图2
简单组合体的构成有两种基本形式,一种是由简单几何体拼接而成,如图1中的物
体表示的几何体;一种是由简单几何体截去或挖去一部分而成,如图2中的几何体.
新知探索
思考2:棱柱、棱锥与棱台都是多面体,它们在结构上有哪些相同点和不同点?
当底面发生变化时,它们能否相互转化?圆柱、圆锥与圆台呢?
圆柱、圆锥、圆台、球、简单组合体的结构特征 课件
2.圆柱、圆锥、圆台的关系
探究点 1 旋转体的结构特征 判断下列各命题是否正确.
(1)一直角梯形绕下底所在直线旋转一周,所形成的曲面围成 的几何体是圆台; (2)圆锥、圆台中过轴的截面是轴截面,圆锥的轴截面是等腰 三角形,圆台的轴截面是等腰梯形; (3)到定点的距离等于定长的点的集合是球.
【解】 (1)错误.直角梯形绕下底所在直线旋转一周所形成 的几何体是由一个圆柱与一个圆锥组成的简单组合体,如图 所示.
(3)圆台的截面 ①平行于圆台底面的截面都是圆面,如图(1)所示.
②过轴的截面(简称轴截面)是全等的等腰梯形,如图(2)所示. ③圆台的母线 l、高 h 和上下两底面圆的半径 r、R 组成一个 直角梯形,且有 l2=h2+(R-r)2 成立,圆台的有关计算问题, 常归结为解这个直角梯形.
(4)球的截面 ①球心和截面圆心的连线垂直于截面. ②球心到截面的距离 d 与球的半径 R 及截面圆的半径 r 有如 下关系:r= R2-d2.
简单组合体的结构特征
1.圆柱、圆锥、圆台、球的结构特征
定义及结构特征
图形及记法
定义:以__矩__形____的一边所在 直线为旋转轴,其余三边旋转
形成的面所围成的旋转体叫做
圆柱
_圆__柱_____ 特征:(1)圆柱的轴垂直于底面,
所有母线互相平行且相等
记作:__圆__柱__O__′O____
(2)底面是平行且全等的两个圆
截得圆台的圆锥的母线长为 12 cm,求圆台的母线长.
【解】 如图是圆台的轴截面,由题意知 AO=
2 cm,A′O′=1 cm,SA=12 cm.
由 A′O′ = SA′ , 得 AO SA
SA′
=
A′O′ AO
柱锥球及其简单组合体
所以正三棱柱的体积为 V S底h 4 3 5 20 3 cm3
9.5 柱、锥、球及简单组合体
观察如图所示的多面体,可以发现它们具如下特征:有一个面是多边形, 其余各面都是三角形,并且这些三角形有一个公共顶点.
S正棱锥全
1 2
ch
Sh
9.5 柱、锥、球及简单组合体
上图所示的四个多面体都是棱柱. 表示棱柱时,通常分别顺次写出两个底面各个顶点的字母,中间用一条短 横线隔开,如图 (2)所示的棱柱,可以记作棱柱 ABCD A1B1C1D1 或简记作 棱柱 AC1
9.5 柱、锥、球及简单组合体
经常以棱柱底面多边形的边数来命名棱柱,如图 9−5-7所示的棱柱依次为三棱柱、四棱柱、五棱柱.
9.5 柱、锥、球及简单组合体
正棱柱所有侧面的面积之和,叫做正棱柱的侧面积.正棱柱的侧面积 与两个底面面积之和,叫做正棱柱的全面积.
观察正棱柱的表面展开图,可以得到正棱柱的侧面积、全面积计算公
式分别为 S正棱柱侧 ch
S正棱柱全 ch 2S底 其中,c 表示正棱柱底面 的周长, h 表示正棱柱的高, S底 表示正棱柱底面的面积.
在底面正三角形ABC中, CD=3 OD=15(cm).
所以底面边长为 AC 3 cm.
V所正棱以锥侧面13积S底与h 体 13积分12别 (约10为3S)侧2 si12n
ch
60
1 310 3 13 2
12 520 cm3 .
337.7
cm2
9.5 柱、锥、球及简单组合体
观察正棱锥的表面展开图,可以得到正棱锥的侧面积、全面积(表面 积)计算公式分别为
初中几何-圆柱、圆锥、球和简单组合体的结构特征
• ③正确.若矩形的两邻边长不相等,则其 旋转形成的曲面或圆面的半径也不一样, 故所得圆柱也不相同.
• [答案] ②③
• 一个有30°角的直角三角板绕其各条边 所在直线旋转所得几何体是圆锥吗?如
果以斜边上的高所在的直线为轴旋转 180°得到什么几何体?旋转360°又得 到什么几何体?
• [解] 如图(1)和(2)所示,绕其直角边所在
• 2.球的结构特征
定义 以半圆的 直径 所 在直线为旋转轴, 球 半圆面旋转一周 形成的旋转体叫 做球体,简称球.
图形
表示
球常用
表示球心的字母
表示,左图中的 球表示为 球O .
• 3.简单组合体的结构特征
• (1)概念:由 简单几何体
组合而成的几何
体叫做简单组合体.常见的简单组合体大
多是由具有柱、锥、台、球等几何结构特 征的物体组成的.
• [解] 分割原图,使它的每一部分都是 简单几何体.
• 图(1)是由一个三棱柱和一个四棱柱拼接 而成的组合体;
• 图(2)是由一个圆锥和一个四棱柱拼接而 成的组合体.
• 圆柱、圆锥和圆台中的计算问题,一要 结合它们的形成过程,分辨清轴、母线 及底面半径与旋转前平面图形量的关系; 二要切实体现轴截面的作用.解题时, 可把轴截面从旋转体中分离出来,以平 面图形的计算解决立体问题.
• [分析] 在原棱台中适当添加辅助线是 分割此几何体的主要方法.
• [解] 过A′,B,C三点作一个平面,再过 A′,B,C′作一个平面,就把三棱台ABC -A′B′C′分成三部分,形成的三个三棱锥 分别是A′-ABC,B-A′B′C′,A′-BCC′.
• [评析] 几何体的分割是后面学习有关 几何体的计算问题时常用的方法,分割 时要做到不重不漏,适当添加辅助线能 起到事半功倍的效果.
高中数学课件 圆柱、圆锥、圆台、球的结构特征、简单组合体的结构特征
图中圆柱表示为 圆柱O′O _________
类别
定义 直角三角 以_________ 形的一条直 ___________ 角边 _____所在直 线为旋转轴, 其余两边旋 转形成的面 所围成的旋 转体
相关概念
图形
圆 锥
轴 旋转轴 轴:_______叫做圆锥的轴. 垂直于轴的边 侧面 底面:_____________旋转 直角三 而成的圆面.侧面:_______ 母线 角形的斜边 ___________旋转而成的曲 面.母线:无论旋转到什么 不垂直于轴的边 位置,_______________.锥 底面 棱锥和圆锥 体:___________统称为 锥体 图中圆锥表示 圆锥SO 为_______
图形 半径
球
直径 球O 图中的球表示为____
2.简单组合体的结构特征
(1)概念:由简单几何体组合而成的几何体.
拼接 (2)两种基本形式:一种是由简单几何体_____而成,一种是由
截去 挖去 简单几何体_____或_____一部分而成.
1.“判一判”理清知识的疑惑点(正确的打“√”,错误的打 “×”). (1)圆台的母线与轴平行.( ) ) )
类别
定义
相关概念 轴:圆锥的轴.底面: 截面 圆锥的底面和_____.侧 底 面:圆锥的侧面在___ 面与截面 _________之间的部分. 母线:圆锥的母线在底 面与截面之间的部分. 棱台和圆台 台体:___________统 称为台体
图形 底面 侧面 母线
轴
圆 台
平行于 用_______圆 锥底面的平 面去截圆锥, 截面 底面与_____ 之间的部分
试着解答下面的问题,并归纳常见组合体的类型及识别组 合体的要诀. 1.如图所示的组合体的结构特征是( A.由两个四棱锥组合成的 B.由一个三棱锥和一个四棱锥组合成的 C.由一个四棱锥和一个四棱柱组合成的 D.由一个四棱锥和一个四棱台组合成的 )
圆柱、圆锥、圆台、球及简单组合体的结构特征
(2)夹在圆柱的两个平行截面间的几何体是一圆柱
(× )
(3)圆锥截去一个小圆锥后剩余部分是圆台
(√ )
(4)半圆绕其直径所在直线旋转一周形成球
(× )
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2.圆锥的母线有 A.1 条 C.3 条 答案:D
结束
() B.2 条 D.无数条
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3.右图是由哪个平面图形旋转得到的
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[活学活用]
结束
如图所示,有一圆锥形粮堆,母线与底面直径
构成边长为 6 m 的正三角形 ABC,粮堆母线
AC 的中点 P 处有一只老鼠正在偷吃粮食.此
时,小猫正在 B 处,它要沿圆锥侧面到达 P
处捕捉老鼠,求小猫所经过的最短路程.(结果不取近似值)
解:∵△ABC 为正三角形,∴BC=6, ∴l=2π×3=6π, 根据底面圆的周长等于展开后扇形的弧长,得: nπ18×06=6π,故 n=180°,则∠B′AC=90°, ∴B′P= 36+9=3 5(m), ∴小猫所经过的最短路程是 3 5 m.
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结束
2.给出以下说法: ①球的半径是球面上任意一点与球心所连线段的长; ②球的直径是球面上任意两点间所连线段的长; ③用一个平面截一个球,得到的截面可以是一个正方形; ④过圆柱轴的平面截圆柱所得截面是矩形. 其中正确说法的序号是________. 解析:根据球的定义知,①正确;②不正确,因为球的直径必 过球心;③不正确,因为球的任何截面都是圆;④正确. 答案:①④
径为 10 cm,轴截面上有 P,Q 两点,且 PA=40 cm,B1Q =30 cm,若一只蚂蚁沿着侧面从 P 点爬到 Q 点,问:蚂
8.1 第2课时 圆柱、圆锥、圆台、球与简单组合体的结构特征
旋转体形状的判断方法: (1)判断旋转体形状的关键是轴的确定,看是由平面图形绕哪条 直线旋转所得,同一个平面图形绕不同的轴旋转,所得的旋转体一 般是不同的. (2)在旋转过程中观察平面图形的各边所形成的轨迹,应利用空间 想象能力,或亲自动手做出平面图形的模型来分析旋转体的形状. (3)要熟练掌握各类旋转体的结构特征.
28
2.把本例的条件换为“一圆锥的母线长为 6,底面半径为 3,把
该圆锥截一圆台,截得圆台的母线长为 4”,则圆台的另一底面半径
为
.
1 [作轴截面如图,
则3r=6-6 4=13,所以 r=1.]
29
1.简单旋转体的轴截面及其应用 (1)简单旋转体的轴截面中有底面半径、母线、高等体现简单旋 转体结构特征的关键量. (2)在轴截面中解决简单旋转体问题体现了化空间图形为平面图 形的转化思想.
14
(1)C (2)D [(1)由圆锥的概念知,直角三角形绕它的一条直角 边所在直线旋转一周所围成的几何体是圆锥.强调一定要绕着它的 一条直角边,即旋转轴为直角三角形的一条直角边所在的直线,因 而C错.
(2)由圆柱、圆锥、圆台的定义及母线的性质可知②④正确, ①③错误.]
15
简单旋转体判断问题的解题策略 (1)准确掌握圆柱、圆锥、圆台和球的生成过程及其结构特征是 解决此类概念问题的关键. (2)解题时Байду номын сангаас注意两个明确: ①明确由哪个平面图形旋转而成. ②明确旋转轴是哪条直线.
用 平行于圆锥底面 定义
分叫做圆台
的平面去截圆锥, 底面与截面 之间部
轴:圆锥的 轴 ;
图示及
底面:圆锥的底面和 截面 ;
相关概
侧面:圆锥的侧面在底面与截面 之间的部分;
圆柱、圆锥、圆台、球的结构特征、简单组合体的结构特征优秀课件
解:选C.对于A,无视这些三角形要共顶点;对于B, 假设旋转轴是斜边,所得几何体就不是圆锥;对于C, 截去一个小圆锥后,截面和底面一定平行,∴C正确; 对于D,截面还可能是矩形.
简单几何体的结构特征
柱体
锥体
台体
球
棱柱 圆柱 棱锥 圆锥
棱台 圆台
简单几何体的分类: 多面体
简单几何体 旋转体
棱柱 棱锥 棱台 圆柱 圆锥 圆台 球
以矩形的一边所在直线为旋转轴,其余三边旋转形成 的面所围成的旋转体叫做圆柱.
轴:旋转轴叫做圆柱的轴;
底面:垂直于轴的边旋 转而成的圆面叫做圆柱
侧面
的底面;
侧面:平行于轴的边旋
母线
转而成的曲面叫做圆么位置,不垂直于轴的边都叫做圆 柱侧面的母线。 表示方法:圆柱可以用轴上的字母表示,如圆柱O′O.
走在街上会看到一些物体,它们的主要几何结构特 征是什么?
日常生活中我们常用到的日用品,比方:消毒液、 暖瓶、洗洁精等的主要几何结构特征是什么?
由柱、锥、台、球组成了一些简单的组合体.认 识它们的结构特征要注意整体与局部的关系.
圆柱
圆台
圆柱
1.由简单几何体拼接而成;如图〔1〕、〔2〕.
2.由简单几何体截去或者挖出一局部组成,如图〔3〕〔4〕。
第2课时 圆柱、圆锥、圆台、球的结构 特征、简单组合体的结构特征
1.能根据几何结构特征对空间物体进行分类; 2.会用语言概述圆柱、圆锥、圆台和球的结构特征;〔重点〕 3.掌握圆柱、圆锥、圆台的相关概念.〔难点〕 4.培养学生的空间想象能力和抽象概括能力.
观察下面的图片, 这些图片中的物 体具有怎样的形状?我们如何描述它们 的形状?
特点:组成几何体 的面不全是平面图
9.5柱、锥、球及其组合体
小结:
1.了解棱柱和棱锥的定义和构成 2.会求直棱柱和正棱锥的侧面积、表面积和体
积
整理ppt
2、圆柱、圆锥、球
探究: 观察下面的几何体,与我们前面的几何体是 一种类型吗?它们有什么共同点或生成规律?
前面学的是由多个平面围成的几何体 叫多整理面ppt体,它们是由一个平面图形绕
旋转体:一般地,由一个平面图形绕一条直线旋转形成的 几何体,这条直线叫做旋转体的轴。
侧面 在底面内的射影是底面的中
C
心,这样的棱锥叫做正棱锥
底面
A
B整理ppt
问:棱柱怎样得到
棱锥?
棱柱、棱锥的侧面积和体积
几何体名 称
直棱柱
图形及侧面展开图
E1
D1
A1
C1
B1
正棱锥
ED
A
C B
侧面积
体积
C为底面周 长,h为高
S V S h 直棱柱侧=ch
直棱柱 底h
斜高
h
/
V S S h 正棱锥侧
所以圆柱表面积S表=S侧2S底78 V S 圆柱体积 圆柱整理p底 pth90
(2) 10 3
(2)圆锥的高h=10,底圆半径r=3
底面积S底= r2 9,母线长l 32 102 109
侧面积S侧=rl 3 109
所以圆锥表面积S 表=S侧 S 底=3(3+ 109)
V S 圆锥体积
圆柱:将矩形绕着它的一边所在的直线旋转一周,形成的 几何体
底面
轴 B
母线 S
轴 顶点
母线
A 侧面
AO
侧 面
底面
圆锥:将直角三角形绕着它的一直角边所在的直线旋 转一周,形成的几何体
新人教A版高中数学必修2课件:8.1 第二课时 圆柱、圆锥、圆台、球与简单组合体的结构特征
矩形的一边 所在直线
以直角三角形 的一条直角边 所在直线
以直角梯形的直角 腰所在直线
以半圆的直 径所在直线
[典例 1] 下列说法正确的是
()
A.圆锥的底面是圆面,侧面是曲面
B.用一张扇形的纸片可以卷成一个圆锥
C.一个物体上、下两个面是相等的圆面,那么它一定是一个圆柱
D.球面上四个不同的点一定不在同一平面内
解:因为△ABC 为等边三角形, 所以 BC=6,所以 l=2π×3=6π. 根据底面圆的周长等于展开后扇形的弧长,得:6α=6π. 故 α=π,则 ∠B′AC=π2, 所以 B′P= 36+9=3 5(m), 所以小猫所经过的最短路程是 3 5 m.
∴dd11+ -dd22= =13, 此方程组无解.
分析以上解题过程是否正确,若不正确,你能找出错因吗?
提示:平行截面有两种情况:在球心的两侧或同侧,以上解答漏掉一种情况. 正解如下: (1)平行截面在球心的同侧时,如图. 由(d1-d2)(d1+d2)=3.又 d1-d2=1, ∴d1+d2=3.∴dd11+ -dd22= =31, , 解得dd12= =21, . ∴R= r21+d21= 5+4=3,即球的半径等于 3. (2)同错解.故所求球的半径等于 3.
【对点练清】 1.若将本例选项 B 中的平面图形旋转一周,试说出它形成的几何体的结构特征.
解:①是直角三角形,旋转后形成圆锥;②是直角梯形,旋转 后形成圆台;③是矩形,旋转后形成圆柱,所以旋转后形成的 几何体如图所示.通过观察可知,该几何体是由一个圆锥、一 个圆台和一个圆柱自上而下拼接而成的.
2.描述下列几何体的结构特征.
2.如图所示,有一个底面半径为 1,高为 2 的圆柱体,在 A 点 处有一只蚂蚁,现在这只蚂蚁要围绕圆柱表面由 A 点爬到 B 点,问蚂蚁爬行的最短距离是多少? 解:把圆柱的侧面沿 AB 剪开,然后展开成为平面图 形——矩形,如图所示,连接 AB′,则 AB′即为 蚂蚁爬行的最短距离. ∵AA′为底面圆的周长,∴AA′=2π×1=2π. 又 AB=A′B′=2, ∴AB′= A′B′2+AA′2= 4+2π2=2 1+π2, 即蚂蚁爬行的最短距离为 2 1+π2.
圆柱、圆锥、圆台、球、简单组合体的结构特征 课件
类型 1 旋转体的结构特点(自主研析)
[典例 1] (1)下列说法不正确的是( )
A.圆柱的侧面展开图是一个矩形 B.圆锥过轴的截面是一个等腰三角形 C.直角三角形绕它的一条边旋转一周形成的面围成 的几何体是圆锥 D.圆台平行于底面的截面是圆面
(2)下列说法中正确的是( )
①过球面上任意两点只能作一个经过球心的圆;
我们用表示圆 台轴的字母表 示圆台,左图 可表示为圆台 O′O
温馨提示 (1)以直角三角形斜边所在的直线为旋转
轴,其余两边旋转成的曲面围成的旋转体不是圆锥.(2)
圆台有无数条母线,且它们相等,延长后相交于一点.
3.球的有关概念
(1)定义:以半圆的直径所在直线为旋转轴,半圆面 旋转一周形成的旋转体叫做球体,简称球.
答案:①②
类型 3 旋转体的截面问题(互动探究) [典例 3] 一个正方体内有一个内切球,作正方体的 对角面,所得截面图形是下图中的________(填序号).
解析:正方体的内切球与正方体的 6 个表面相切,因 此对角面截球得圆面,且正方体的面对角线与截面圆相 切,故截面图形为图②.
答案:②
[迁移探究 1] (变换条件)若将例题中条件“一个正 方体内有一个内切球”改为“一个球内有一个内接正方 体”,则结论如何?
归纳升华 1.对于旋转体的切、接问题,一般是作出旋转体的轴 截面,使多面体的点尽可能多地落在旋转体的轴截面上. 2.(1)对于旋转体内接正方体、长方体的问题,一般是 过正方体或长方体的对角面作截面. (2)对于多面体内切球的问题一般是过球心作截面.
(2)有关概念 ①球心:半圆的圆心;②半径:半圆的半径;③直 径:半圆的直径.
温馨提示 球是指球面所围成的空间几何体,而球面 只是球的表面部分.
柱锥球及其简单组合体解析
圆锥的侧面积、体积的计算公式如下:
S圆锥侧 rl
V圆锥
1 r2h
3
其中r为底面半径,l为母线长,h圆锥的高.
巩固知识 典型例题
例4 已知圆锥的母线的长为 2 cm,圆锥的高为 1 cm,求该圆锥的体积.
解 由图知
r l2h2 3cm
故圆锥的体积为
V 圆 锥 1 3(3)21cm 3
论旋转到什么位置,斜边都叫做
侧面的母线.母线与轴的交点叫
做顶点.顶点到底面的距离叫做
圆锥的高.
9.5 柱、锥、球及简单组合体
动脑思考 探索新知
观察圆锥,可以得到圆锥的下列性质
(1) 平行于底面的截面是圆;
(2) 顶点与底面圆周上任意一点 的距离都相等,且等于母线的 长度;
(3) 轴截面为等腰三角形,其底边上 的高等于圆锥的高.
经过球面上两点的大圆在这两点间的一段劣弧(指不超过半个大圆的弧) 的长度叫做两点的球 面距离.它是球面上 这两点之间最短连线 的长度,右图的劣弧 »A B 的长度就是A、B 两点的球面距离.飞 机、轮船都是尽可能以大圆弧为两点间的航线航行的.
9.5 柱、锥、球及简单组合体
自我反思 目标检测
已知圆锥的底面半径为 2 cm,高为 2 cm,求这个圆锥的体积(保留4个有效数字).
2.如图所示,一个铸铁零件,是由半个圆柱与一个正四棱柱组合成的 几何体,圆柱的底面直径与高均为2 cm,正四棱柱底面边长为2 cm、侧棱为 3 cm.求该零件的重量(铁的比重约7.4 g/cm3).(精确到0.1 g)
9.5 柱、锥、球及简单组合体
动脑思考 探索新知
把地球近似地看作一个球时,经线就是球面上从北极到南极的半个大圆; 赤道是一个大圆,其余的纬线都是小圆.如左图所示.
9.5 柱、锥、球及其简单组合体
9.5 柱、锥、球及其简单组合体一、选择题(本大题共10小题,共30.0分)1.下列几何体是旋转体的是()A. 五棱柱B. 六棱锥C. 八棱台D. 球2.长方体的一个顶点出发的三条边的长分别是3,4,5,且它的八个顶点都在同一个球面上,则这个球的表面积是()A. √22πB. 25√2πC. 50πD. 200π3.已知圆锥的母线长为6,母线与轴的夹角为30°,则此圆锥的表面积为()A. 9πB. 18πC. 27πD. 54π4.若一个圆锥的轴截面是面积为1的等腰直角三角形,则该圆锥的侧面积为()A. √2πB. πC. 2πD. 4π5.两个球的半径之比为1∶3,那么两个球的表面积之比为()A. 1∶9B. 1∶27C. 1∶3D. 1∶16.已知圆锥的底面直径与高都是4,则该圆锥的侧面积为()A. 4πB. 4√3πC. 4√5πD. 87.正三棱柱ABC−A1B1C1的边长为2,侧棱长为√3,D为BC中点,则三棱锥A−DB1C1体积为()A. 3B. 32C. 1 D. √328.已知圆锥的侧面展开图为半圆,半圆的面积为50π,则圆锥的全面面积是()A. 25πB. 50πC. 75πD. 100π9.若一个圆柱的轴截面是面积为16的正方形,则这个圆柱的侧面积为()A. 9πB. 16πC. 272π D. 128π10.圆锥的母线长是4,侧面积是4π,则该圆锥的高为()A. √15B. 4C. 3D. 2二、填空题(本大题共8小题,共24.0分)11.已知正四棱锥的底面边长为4cm,高为√5cm,则该四棱锥的侧面积____________12.若一圆锥的底面半径为3,体积是12π,则该圆锥的侧面积等于_________13.球的表面积为16πcm2,则球的半径为___________cm.14.已知底面是边长为1正方形,侧棱长为√2的直棱柱的各顶点均在同一个球面上,则该球的体积为______15.在棱长为2的正方体ABCD−A1B1C1D1中,点E是棱B1B的中点,则三棱锥D1−DEC1的体积为________.16.已知圆柱底面半径为1,母线长与底面的直径相等,则该圆柱的表面积为.17.若圆锥的侧面面积为2π,底面面积为π,则该圆锥的体积为.18.若将一个圆锥的侧面沿一条母线剪开,是半径为3,圆心角为23π的扇形,则该圆锥的体积为__________.三、解答题(本大题共6小题,共46.0分)19.如图,已知AF⊥平面ABCD,四边形ABEF为矩形,四边形ABCD为直角梯形,,AB//CD,AD=AF=CD=2,AB=4.(1)求证:AC⊥平面BCE;(2)求三棱锥E−BCF的体积.20.如图,菱形ABCD和直角梯形CDEF所在平面互相垂直,AB=DE=4,CF=2,∠BAD=60º,DE//CF,CD⊥DE.(1)求证:BD⊥AF;(2)求四棱锥A−CDEF的体积.21.如图,四棱锥P−ABCD的底面ABCD是边长为2的正方形,PA⊥面ABCD,PA=√3,点M是棱PC的中点.(Ⅰ)证明:PA//面BMD;(Ⅱ)求三棱锥M−PAD的体积.π,求它的表面积.22.已知球的体积为500323.如图,在三棱柱ABC−A1B1C1中侧棱垂直于底面,且AC⊥BC,点D是AB的中点.(Ⅰ)求证:AC⊥BC1;(Ⅱ)若AC=BC=√2,AA1=2,求三棱锥A−B1CD的体积.24.如图所示,已知ABCD是直角梯形,∠ABC=90∘,AD//BC,AD=2,AB=BC=1,PA⊥平面ABCD.(1)证明:PC⊥CD;(2)若E是PA的中点,证明:BE//平面PCD;(3)若PA=3,求三棱锥B−PCD的体积.。
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【课题】9.5 柱、锥、球及其简单组合体(一)
【教学目标】
知识目标:
了解棱柱、棱锥的结构特征及表面积、体积的计算.
能力目标:
(1)能看懂棱柱、棱锥的直观图;
(2)会计算棱柱、棱锥的表面积、体积;
(3)培养学生的空间想象能力计算技能和计算工具使用技能.
情感目标:
(1)参与数学实验,认知棱柱、棱锥的模型与直观图,培养数学直觉,感受科学思维.(2)关注生活中的数学模型,体会数学知识的应用.
(3)经历合作学习的过程,尝试探究与讨论,树立团队合作意识.
【教学重点】
正棱柱、正棱锥的结构特征及相关的计算.
【教学难点】
正棱柱、正棱锥的相关计算.
【教学设计】
教材首先介绍了多面体、旋转体的概念.然后通过观察模型,说明棱柱、棱锥、圆柱、圆锥、球的结构特征及其面积、体积的计算公式.正棱柱的侧面积、全面积、体积的计算公式经常使用,不要把侧面积、全面积计算公式记混了.
侧面都是全等的矩形的直四棱柱不一定是正四棱柱.底面是正方形的四棱柱不一定是正四棱柱.四棱锥P-ABCD中,如果棱锥的侧棱长相等,那么它一定是正四棱锥.如果棱锥的底面是正方形,那么它不一定是正四棱锥.
例1是求正三棱柱的侧面积和体积的题目,例2是求正三棱锥的侧面积和体积的题目,
要记住边长为a的正三角形的面积为2
S .
【教学备品】
教学课件.
【课时安排】
2课时.(90分钟)
【教学过程】
过程行为行为意图间*揭示课题
9.5 柱、锥、球及其简单组合体
【知识回顾】
在九年制义务教育阶段,我们学习过直棱柱、圆柱、圆锥、球等几何体.
(1)(2)(3)(4)
图9−55
象直棱柱(图9−55(1))那样,由若干个平面多边形围成的封闭的几何体叫做多面体,围成多面体的各个多边形叫做多面体的面,两个面的公共边叫做多面体的棱,棱与棱的交点叫做多面体的顶点,不在同一个面上的两个顶点的连线叫做多面体的对角线.
像圆柱(图9−55(2))、圆锥(图9−55(3))、球(图9−55(4))那样的封闭几何体叫做旋转体.
*创设情境兴趣导入
【观察】
图9−56
观察图9−56所示的多面体,可以发现它们具如下特征:(1)有两个面互相平行,其余各面都是四边形;
(2)每相邻两个四边形的公共边互相平行.介绍
质疑
讲解
说明
引导
分析
了解
思考
思考
启发
学生
思考
引导
学生
分析
10
*动脑思考探索新知
【新知识】
有两个面互相平行,其余每相邻两个面的交线都互相平行
的多面体叫做棱柱,互相平行的两个面,叫做棱柱的底面,其
余各面叫做棱柱的侧面.相邻两个侧面的公共边叫做棱柱的侧
棱.两个底面间的距离,叫做棱柱的高.
图9−56所示的四个多面体都是棱柱.讲解思考
图9−57
观察正棱柱的表面展开图(图9−57),可以得到正棱柱的侧面积、全面积计算公式分别为
(
=
S ch
正棱柱侧
=+(
2
S ch S
过 程
行为 行为 意图 间
其中, 底S 表示正棱锥的底面的面积,h 是正棱锥的高. 25
*巩固知识 典型例题
【知识巩固】
例 1 已知一个正三棱柱的底面边长为4 cm ,高为5 cm ,
求这个正三棱柱的侧面积和体积.
解 正三棱锥的侧面积为
S 侧=ch =3×4×5 = 60(2
cm ). 由于边长为4 cm 的正三角形面积为
234434
⨯=(2cm ),
所以正三棱柱的体积为
435V S h ==⨯底=203(3
cm ). 【小提示】
边长为a 的正三角形的面积为2
34
S a =
.
说明
强调
引领 讲解 说明
讲解 说明 观察 思考 主动 求解 思考 理解 通过例题进一步领会 带领学生 思考
35 *创设情境 兴趣导入
观察图9−58所示的多面体,可以发现它们具如下特征:有一个面是多边形,其余各面都是三角形,并且这些三角形有一个公共顶点.
质疑 引导 分析
思考
启发 学生思考 40 *动脑思考 探索新知
【新知识】 具备上述特征的多面体叫做棱锥.多边形叫做棱锥的底面(简称底),有公共顶点的三角形面叫做棱锥的侧面,各侧面
(3)
图9−58
图9−59
观察正棱锥的表面展开图(图9−59),可以得到正棱锥的侧面积、全面积(表面积)计算公式分别为
h c '=2
1
正棱锥侧 (9.4) S h c +'=1
. (9.5)
过 程
行为 行为 意图 间
锥容器中装满沙子,然后倒入正三棱柱形状的容器中,发现:连续倒三次正好将正三棱柱容器装满.
分析
57 *动脑思考 探索新知
【新知识】
实验表明,对于同底等高的棱锥与棱柱,棱锥的体积是棱柱体积的三分之一.即
h S V 底正棱锥
3
1
=. (9.6) 其中, 底S 表示正棱锥的底面的面积,h 是正棱锥的高. 讲解 说明
理解 记忆
带领 学生 分析
62 *巩固知识 典型例题
【知识巩固】
例 2 如图9−62,正三棱锥P-ABC 中,点O 是底面中心,PO =12 cm ,斜高PD =13 cm .求它的侧面积、体积(面积精确到0.12cm ,体积精确到13cm ).
图9−60
解 在正三棱锥P-ABC (图9−60)中,高PO =12 cm ,斜高PD =13 cm .
在直角三角形POD 中, OD =22PD PO -=221312- =5(cm ). 在底面正三角形ABC 中,
CD =3OD =15(cm ).
所以底面边长为
AC =10
3 cm .
所以侧面积与体积分别约为
11
310313 22
S ch '==⨯⨯⨯侧≈337.7(2cm ).
2111
(103)sin6012332V S h ==⨯⨯⨯⨯o 正棱锥底≈520(3cm ).
说明 强调
引领 讲解 说明
观察 思考 主动 求解
通过例题进一步领会
72 *运用知识 强化练习
及时
【教师教学后记】。