内容正文:
空间几何体的体积
数学苏教版 必修二
(一)问题驱动,引出原理
1.正方体的体积公式
V正方体=a3
2.长方体的体积公式
V长方体 =abc
【问题】 一般的柱体体积公式呢?锥体、台体和球是否也有相应的体积公式?
(二)主体活动,启迪发现
【活动】一摞纸放在桌面上,改变放置方法,观察改变前后体积是否发生变化?
祖暅原理:幂势既同,则积不容异(幂指截面积,势指高度)。
释义:两等高的几何体若在所有等高处的水平截面的面积相等,则这两个几何体的体积相等.
【数学文化】 祖暅[gèng](456年—536年)。中国南北朝时期数学家、天文学家,祖冲之之子。同父亲祖冲之一起圆满解决了球面积的计算问题,得到正确的体积公式并据此提出了著名的“祖暅原理”。
该原理在西方直到十七世纪才由意大利数学家卡瓦列利发现,比祖暅晚一千一百多年。
(三)立体互动,探究公式
s
h
S
S
底面积相等,高也相等的柱体的体积也相等。
V柱体=Sh
探究1.柱体的体积公式
探究2.锥体的体积公式
将一个三棱柱按如图所示分解成三个三棱锥,那么这三个小三棱锥的体积有什么关系?
每个小三棱锥与三棱柱的体积有什么关系?
分割
相等
=
一般的锥体的体积如何求?
s
s
h
由祖暅原理知等底面积等高的几何体体积相等
探究2.锥体的体积公式
锥体的体积 (s为底面积,h为高)
s
s
h
x
探究3:台体的体积公式
圆台(棱台)是由圆锥(棱锥)截成的,能否利用两个锥体的体积之差,得到圆台(棱台)的体积?
由两个圆锥相似知,
得
化简得
V台体=(++)
V柱体=
V台体=(++)
V锥体=
探究4.柱、锥、台的体积公式的统一
R
R
探究5:球的体积公式
一个半径和高都等于R的圆柱,挖去一个以上底面为底面,下底面圆心为顶点的圆锥后,所得的几何体的体积与一个半径为R的半球的体积相等。
为什么可以将求半球的体积转化为求新几何体体积问题?
R
R
=
例1在长方体 中,用截面截下一个棱锥 ,求的体积与剩余部分的体积之比。
(四)应用数学,融会贯通
解析:因为长方体是直四棱柱,设底面的面积为,高为,则长方体的体积。而三棱锥的底面积为,高为,故三棱锥的体积
余下部分的体积为:
所以,棱锥的体积与剩余部分的体积之比为
例2.有一堆相同规格的六角帽毛坯共重5.8kg .已知底面六