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1、
人教版高中數(shù)學(xué)必修精品教學(xué)資料
§1.3 空間幾何體的表面積與體積
1.3.1 柱體、錐體、臺體的表面積與體積
【課時目標】 1.了解柱體、錐體、臺體的表面積與體積的計算公式.2.會利用柱體、錐體、臺體的表面積與體積公式解決一些簡單的實際問題.
1.旋轉(zhuǎn)體的表面積
名稱
圖形
公式
圓柱
底面積:S底=________
側(cè)面積:S側(cè)=________
表面積:S=2πr(r+l)
圓錐
底面積:S底=________
側(cè)面積:S側(cè)=________
表面積:S=________
圓臺
上底面面積:
S上底=___
2、_________
下底面面積:
S下底=____________
側(cè)面積:S側(cè)=__________
表面積:
S=________________
2.體積公式
(1)柱體:柱體的底面面積為S,高為h,則V=______.
(2)錐體:錐體的底面面積為S,高為h,則V=______.
(3)臺體:臺體的上、下底面面積分別為S′、S,高為h,則V=(S′++S)h.
一、選擇題
1.用長為4、寬為2的矩形做側(cè)面圍成一個高為2的圓柱,此圓柱的軸截面面積為( )
A.8 B. C. D.
2.一個圓柱的側(cè)面展開圖是一個
3、正方形,則這個圓柱的全面積與側(cè)面積的比為( )
A. B. C. D.
3.中心角為135°,面積為B的扇形圍成一個圓錐,若圓錐的全面積為A,則A∶B等于( )
A.11∶8 B.3∶8 C.8∶3 D.13∶8
4.已知直角三角形的兩直角邊長為a、b,分別以這兩條直角邊所在直線為軸,旋轉(zhuǎn)所形成的幾何體的體積之比為( )
A.a(chǎn)∶b B.b∶a C.a(chǎn)2∶b2 D.b2∶a2
5.有一個幾何體的三視圖及其尺寸如圖(單位:cm),則該幾何體的表面積和體積分別為( )
A.24π cm2,12π cm
4、3 B.15π cm2,12π cm3
C.24π cm2,36π cm3 D.以上都不正確
6.三視圖如圖所示的幾何體的全面積是( )
A.7+ B.+ C.7+ D.
二、填空題
7.一個長方體的長、寬、高分別為9,8,3,若在上面鉆一個圓柱形孔后其表面積沒有變化,則孔的半徑為________.
8.圓柱的側(cè)面展開圖是長12 cm,寬8 cm的矩形,則這個圓柱的體積為________________ cm3.
9.已知某幾何體的三視圖如圖所示,根據(jù)圖中標出的尺寸(單位:c
5、m),可得這個幾何體的體積是________.
三、解答題
10.圓臺的上、下底面半徑分別為10 cm和20 cm.它的側(cè)面展開圖扇環(huán)的圓心角為180°,那么圓臺的表面積和體積分別是多少?(結(jié)果中保留π)
11.已知正四棱臺(上、下底是正方形,上底面的中心在下底面的投影是下底面中心)上底面邊長為6,高和下底面邊長都是12,求它的側(cè)面積.
能力提升
12.一空間幾何體的三視圖如圖所示,則該幾何體的體積為( )
A.2π+2 B.4π+2
C.2
6、π+ D.4π+
13.有一塔形幾何體由3個正方體構(gòu)成,構(gòu)成方式如圖所示,上層正方體下底面的四個頂點是下層正方體上底面各邊的中點.已知最底層正方體的棱長為2,求該塔形的表面積(含最底層正方體的底面面積).
1.在解決棱錐、棱臺的側(cè)面積、表面積及體積問題時往往將已知條件歸結(jié)到一個直角三角形中求解,為此在解此類問題時,要注意直角三角形的應(yīng)用.
2.有關(guān)旋轉(zhuǎn)體的表面積和體積的計算要充分利用其軸截面,就是說將已知條件盡量歸結(jié)到軸截面中求解.而對于圓臺有時需要將它還原成圓錐,再借助相似的相關(guān)知識求解.
3.柱體、錐體、臺
7、體的體積之間的內(nèi)在關(guān)系為
V柱體=ShV臺體=h(S++S′)V錐體=Sh.
4.“補形”是求體積的一種常用策略,運用時,要注意弄清補形前后幾何體體積之間的數(shù)量關(guān)系.
§1.3 空間幾何體的表面積與體積
1.3.1 柱體、錐體、臺體的表面積與體積
答案
知識梳理
1.πr2 2πrl πr2 πrl πr(r+l) πr′2 πr2 π(r′+r)l
π(r′2+r2+r′l+rl)
2.(1)Sh (2)Sh
作業(yè)設(shè)計
1.B [易知2πr=4,則2r=,
所以軸截面面積=×2=.]
2.A [設(shè)底面半徑為r,側(cè)面積=4π2r2,全面積為
8、=2πr2+4π2r2,其比為:.]
3.A [設(shè)圓錐的底面半徑為r,母線長為l,
則2πr=πl(wèi),則l=r,所以
A=πr2+πr2=πr2,B=πr2,得A∶B=11∶8.]
4.B [以長為a的直角邊所在直線旋轉(zhuǎn)得到圓錐體積V=πb2a,以長為b的直角邊所在直線旋轉(zhuǎn)得到圓錐體積V=πa2b.]
5.A [該幾何體是底面半徑為3,母線長為5的圓錐,易得高為4,表面積和體積分別為24π cm2,12π cm3.]
6.A [圖中的幾何體可看成是一個底面為直角梯形的直棱柱.直角梯形的上底為1,下底為2,高為1,棱柱的高為1.可求得直角梯形的四條邊的長度為1,1,2,,表面積S表面=
9、2S底+S側(cè)面=(1+2)×1×2+(1+1+2+)×1=7+.]
7.3
解析 由題意知,
圓柱側(cè)面積等于圓柱上、下底面面積和,
即2πr×3=2πr2,所以r=3.
8.或
解析 (1)12為底面圓周長,則2πr=12,所以r=,
所以V=π·2·8=(cm3).
(2)8為底面圓周長,則2πr=8,所以r=,
所以V=π·2·12= (cm3).
9. cm3
解析 由三視圖知該幾何體為四棱錐.由俯視圖知,底面積S=400,高h=20,
V=Sh= cm3.
10.解
如圖所
10、示,設(shè)圓臺的上底面周長為c,因為扇環(huán)的圓心角是180°,
故c=π·SA=2π×10,
所以SA=20,同理可得SB=40,
所以AB=SB-SA=20,
∴S表面積=S側(cè)+S上+S下
=π(r1+r2)·AB+πr+πr
=π(10+20)×20+π×102+π×202=1 100π(cm2).
故圓臺的表面積為1 100π cm2.
h===10,
V=πh(r+r1r2+r)
=π×10×(102+10×20+202)=π (cm3).
即圓臺的表面積為1 100π
11、cm2,體積為π cm3.
11.
解 如圖,E、E1分別是BC、B1C1的中點,O、O1分別是下、上底面正方形的中心,則O1O為正四棱臺的高,則O1O=12.
連接OE、O1E1,則OE=AB
=×12=6,O1E1=A1B1=3.
過E1作E1H⊥OE,垂足為H,
則E1H=O1O=12,OH=O1E1=3,
HE=OE-O1E1=6-3=3.
在Rt△E1HE中,E1E2=E1H2+HE2=122+32
=32×42+32=32×17,
所以E1E=3.
所以S側(cè)=4××(B1C1+BC)×E1E
=2×(12+6)×3=108.
12.C [該空間幾何體為一圓柱和一四棱錐組成,圓柱的底面半徑為1,高為2,體積為2π,四棱錐的底面邊長為,高為,所以體積為×()2×=,所以該幾何體的體積為2π+.]
13.解 易知由下向上三個正方體的棱長依次為2,,1.
考慮該幾何體在水平面的投影,可知其水平面的面積之和為下底面積最大正方體的底面面積的二倍.
∴S表=2S下+S側(cè)
=2×22+4×[22+()2+12]=36.
∴該幾何體的表面積為36.