内容正文:
7.4 圆锥的侧面展开图
第7章 空间图形的初步认识
1.了解圆锥,认识圆锥的底面、侧面、母线、高及其简单性质.
2.了解圆锥的侧面展开图,能画出圆锥的侧面展开图和表面展开图,会利用公式计算圆锥的侧面积和全面积,能根据展开图想象和描述实际物体.
3.体会解决问题过程中的转化思想,增强空间观念.
学习目标
01
1.
2.
展开
母线长
温故知新
02
展开
底面周长
侧棱长
如图,将Rt△OAB以它一条直角边OA为轴旋转一周,所得到的立体图形是一个圆锥.
试用“点动成线,线动成面,面动成体”的
规律解释圆锥的形成过程.
新知探究
03
另一条直角边OB旋转所成的面是圆锥的底面,斜边AB旋转所成的面是圆锥的侧面,点A叫做圆锥的顶点,线段AB叫做圆锥的母线,AO叫做圆锥的高.
圆锥的顶点与底面圆上的点所连的线段叫做圆锥的母线,圆锥的母线有无数条;圆锥的顶点与底面圆心所连的线段叫做圆锥的高.
(2)将圆锥的侧面沿母线AB剪开,然后铺在平面上,得到一个怎样的图形?
h
r
l
(3)比较圆锥和它的侧面展开图,你发现圆锥的母线与侧面展开图的半径有什么
关系?圆锥的底面周长与侧面展开
图中扇形的弧长有怎样的关系?
以圆锥的顶点为圆心、以母线为半径的扇形.
相等,相等.
.
问题:(1)圆锥的高h、底面半径r与母线l之间有何关系?
圆锥的侧面展开图是以圆锥的顶点为圆心、以母线为半径的扇形,扇形的弧长等于圆锥底面的圆周长.圆锥侧面积等于圆锥的侧面展开图的面积.
如果用c表示圆锥的底面圆的周长,r表示底面圆的半径,l表示圆锥的母线长,表示圆锥的侧面积,表示圆锥的表面积,则
,
.
典例精讲
04
例1 如图,已知圆锥形工件的底面直径是
80 cm、母线长50 cm.
(1)求侧面展开图的圆心角,并画出侧面展开图;
(2)求圆锥的侧面积(精确到1 cm3).
分析:因为圆锥的侧面展开图是扇形,该扇形的半径是圆锥的母线长50 cm,弧长为底面圆的周长80π cm,根据弧长公式即可求出圆心角,进而画出侧面展开图;再利用圆锥的侧面积公式求出侧面积即可.
解:(1)由题意可知,圆锥的侧面展开图
的扇形半径为50 cm,扇形弧长为80π cm.
∴扇形圆心角的度数(度).
画出半径为50 cm,圆心角为288°的扇形,便得到该圆
的侧面展开图.
(2).
所以,这个圆锥的侧面积约为6283 cm2.
例2 如图,已知圆锥的底面直径为2、高为.求圆锥的母线长及表面积.
解:连接圆锥的顶点A与底面圆心O.
在Rt△AOB中,由题意可知AO=,OB=1.
由勾股定理,得
AB=.
,.
∴.
所以,这个圆锥的母线长为3、表面积为4π.
1.已知圆锥的侧面积为14π,母线为7,求圆锥的表面积.
2.已知圆锥的底面半径为5 cm,母线长为9 cm,求它的侧面展开图的圆心角及侧面积.
18π
3.如图,若圆锥的侧面展开图是半圆,那么这个展开图的圆心角是 度;圆锥底面半径r与母线l的比r∶l= .
r
h
S
B
A
O
l
180
1:2
跟踪练习
05
200°,45π cm2
11
例3 如图,将半径为1、圆心角为90°的扇形薄铁片OAB卷成一个圆锥的侧面,小亮认为卷成后圆锥的高等于扇形的圆心O到弦AB的距离OC.小亮的看法正确吗?如果不正确,圆锥的高与OC哪个大?
典例精讲
06
解:如图,在Rt△OAC中,
OA=1,∠AOC=45°,
∴OC=OA·cos∠AOC=.
扇形OAB所围成圆锥的侧面如图所示,
O′为底面的圆心,O′A为底面的半径,
OO′为圆锥的高,母线OA=1.
由于OC在扇形的侧面上,因此OC不是
圆锥的高OO′,小亮的看法不正确.
底面⊙O′的周长等于图中的长,
∴,
解得O′A=.
在Rt△OO′A中,圆锥的高
.
∵,
∴OC<OO′.
例4 如图,一顶帐篷的上半部是圆锥形,下半部是圆柱形.已知圆柱的底面半径为2.4 m、母线长1.6 m,圆锥的高为1 m.
(1)制作一顶这样的帐篷(接缝不计)大约需要多少帆布(精确到0.1 m2)?
(2)帐篷的容积大约是多少(精确到0.1 m3)?
解:(1)圆柱底面周长,
∴.
在Rt△SOD中,SO=1,OD=2.4,
由勾股定理,得
.
∴.
∴.
∴制作一顶这样的帐篷大约需要用帆布43.7 m2.
(2)
.
.
∴.
所以,帐篷的容积大约为35.0 m3.
解决本题的关键是能够将组合体分割成简单的几何体(圆柱、圆锥以及直棱柱、球等)后,分别计算,使问题得到转化.
4.一个等腰直角三角形的三角尺,它的斜边长为8 cm,以它的斜边所在的直线为轴旋转一周,求得到的几何体的侧面积.
跟踪练习
07
解:旋转后的几何体如图所示: