内容正文:
11.2 锥体的表面积(第3课时)
沪教版2020必修第三册
第 11章 简单几何体
与柱体类似,锥体的表面积也等于侧面积与底面积之和.对于棱锥或圆锥来说,由于底面是一个平面多边形或一个圆,可以用平面几何的方法计算面积,因此求侧面积是关键.对于一般的棱锥来说,每个侧面都是三角形,其侧面积也易于求出,但难以写出一个一般的公式.对于圆锥来说,求其侧面积则是一个新的问题,下面我们只讨论正棱锥和圆锥的表面积.
依据定义,正棱锥的每个侧面都是全等的等腰三角形,我们把这些等腰三角形底边上的高称为棱锥的斜高,记为h′.如果棱锥底面多边形的周长是c,底面面积是S底,那么容易求得棱锥的侧面积和表面积分别是:
对于圆锥,我们可以采用求圆柱侧面积的方法,将其沿一条母线剪开,展开在一个平面内.可以看到,圆锥侧面的平面展开图是一个以圆锥母线l为半径的扇形,扇形的弧长就等于圆锥底面的圆周长,如图11213所示.设圆锥的底面圆半径为r,则扇形的中心角θ= (弧度).由扇形的面积公式,可得
所以,圆锥的表面积公式为:
例6.已知正三棱锥O-ABC的底面边长为2cm,高为1cm.求该三棱锥的表面积.
例7.有一个圆锥形漏斗,其底面直径是10cm,母线长为20cm.在漏斗口的点P处用一根绳子将漏斗挂在墙面上,当绳子的长度最短时,可以紧紧地箍住漏斗,不会上下滑动.求此时绳子的长度.(结果精确到1cm)
课本练习
1.已知圆锥侧面展开图中扇形的中心角为 ,底面周长为2π.
求这个圆锥的侧面积和表面积.
2.棱长都是1的三棱锥的表面积为 .
3.推导正棱台的侧面积公式.
随堂检测
1、已知正方体的8个顶点中,其中有4个顶点为各侧面均为等边三角形的三棱锥的顶点,则这个三棱锥与正方体的表面积之比为( )
【提示】注意阅读理解,两几何体的之间的结构特征以及关联;
【答案】B;
【解析】三棱锥B′-ACD′为适合条件的三棱锥,四个面为全等的等边三角形,
2、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( )
【提示】知道与用好圆锥的侧面积公式;
【答案】A
【解析】设圆锥底面圆的半径为r,高为h,母线长为l.
3、若一个圆锥的侧面展开图是面积为2π的半圆面,则该圆锥的高为_______
【提示】注意:“侧面展开图是面积为2π的半圆面”;
【解析】设圆锥的底面半径为r,母线长为l,则4π=πl2,所以母线长为l=2,
又半圆的弧长为2π,圆锥的底面的周长为2πr=2π,
所以底面圆半径r=1,所以该圆锥的高为h=
4、棱长都是3的三棱锥的表面积S为_______
【提示】注意:“棱长都是3”;
【解析】因为三棱锥的四个面是全等的正三角形,所以S=
5、正四棱锥底面正方形的边长为4,高与斜高的夹角为30 °,则该四棱锥的侧面积为
【提示】注意:高、斜高及其在底面的射影,高、侧棱及其在底面的
射影构成的直角三角形,
【答案】32;
【解析】如图所示,在正四棱锥PABCD中,连接AC,BD交于点O,
连接PO,取BC的中点E,连接PE,OE,
易知PO为正四棱锥PABCD的高,PE为斜高,
故四棱锥的侧面积为32.
6、圆台的上、下底面半径分别为10 cm,20 cm,它的侧面展开图扇环的圆心角为180°,则圆台的表面积为________cm2.(结果中保留π)
【解析】如图所示,设圆台的上底面周长为c cm,
因为扇环的圆心角是180°,
故c=π·SA=2π×10(cm),
所以SA=20 cm;
同理可得SB=40 cm,
所以AB=SB-SA=20 cm,
所以S表=S侧+S上底+S下底=π(10+20)×20+π×102+π×202=1 100π(cm2);
故圆台的表面积为1 100π cm2;
答案:1 100π;
7、如图,在边长为2a的正方形ABCD中,E,F分别为AB,BC的中点,
沿图中虚线将3个三角形折起,使点A,B,C重合,重合后记为点P.
(1)折起后形成的几何体是什么几何体?
(2)这个几何体共有几个面,每个面的三角形有何特点?
(3)每个面的三角形面积为多少?
【提示】注意理解多面体的构成;
【解析】(1)如图,折起后的几何体是三棱锥.
(2)这个几何体共有4个面,其中△DEF为等腰三角形,
△PEF为等腰直角三角形,△DPE和△DPF均为直角三角形;
THANKS
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