内容正文:
6.6.2 柱、锥、台的体积
新课导入
瞧,多么宏伟壮观的金字塔!你能求出它的体积吗?
看,这不是任慧楼吗?它们的体积怎么求?
看,这不是我们的宿舍吗?它们的体积怎么求?
祖冲之( 公元429年─公元500年)是我国杰出的数学家,科学家。南北朝时期人,汉族人,字文远。生于宋文帝元嘉六年,卒于齐昏侯永元二年。其主要贡献在数学、天文历法和机械三方面。
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祖暅,祖冲之之子,圆满解决了球面积的计算问题,得到正确的体积公式。祖暅总结了刘徽的有关工作,提出“幂势既同则积不容异”,即等高的两立体,若其任意高处的水平截面积相等,则这两立体体积相等,这就是著名的“祖暅原理” (或刘祖原理)。祖暅应用这个原理,解决了刘徽尚未解决的球体积公式。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。祖暅的儿子祖皓,续传家学,后来也成了数学家。
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思考:取一些书堆放在桌面上(如图所示) ,并改变它们的放置方法,观察改变前后的体积是否发生变化?
从以上事实中你得到什么启发?
柱体、锥体、台体的体积
祖暅原理
幂势既同,则积不容异
夹在两个平行平面之间的两个几何体,被平行于这两个平面的任意平面所截,如果截得的两个截面的面积总相等,那么这两个几何体的体积相等.
问题:两个底面积相等、高也相等的柱体(锥体)的体积如何?
S
h
S
S
棱柱(圆柱)可由多边形(圆)沿某一方向得到,因此,两个底面积相等、高也相等的棱柱(圆柱)应该具有相等的体积.
h
一、棱柱和圆柱
V柱体=sh
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例1:有一堆规格相同的铁制六角螺帽,已知底面是正六边形,边长为12mm,内孔直径为10mm,高为10mm,问六角螺帽的体积是多少?
解:六角螺帽的体积是六棱柱的体积与圆柱体积之差,即:
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类似的,底面积相等,高也相等的两个锥体的体积也相等.
S为底面积,h为高.
s
s
等底面积、等高的锥体间的体积有何关系?
二、棱锥和圆锥
2.锥体体积
A
B
C
C1
A1
B1
以三棱柱为例
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如果一个锥体(棱锥、圆锥)的底面积是S,
高是h,那么它的体积是:
如果圆锥的底面半径是r,高是h,那么它的体积是:
h
S
S
V圆锥= πr2h
S
h
初步应用
例2 埃及胡夫金字塔大约建于公元前2580年,其形状为正四棱锥.塔高约146.6m,底面边长约230.4m.求这座金字塔的侧面积和体积.(精确到0.1)
解析:如图,高AC的长为146.6m,底面的边长为230.4m,BC的长为115.2m.
答:金字塔的侧面积约为85914.9m2,体积约为2594046.0m3.
师生活动:学生思考,写解题过程.
设计意图:应用圆柱的侧面积公式解决实际问题.
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三、棱台和圆台
圆台的体积:
思考:柱体、锥体、台体的体积公式之间有什么关系?
S为底面积,
h为锥体高
S,S'分别为上、下底面面积,h 为台体高
S为底面积,h为柱体高
上底扩大
上底缩小
例3.已知一正四棱台的上底边长为4 cm,下底边长为8 cm,高为3 cm,求其体积.
解:
答:正四棱台的体积为112 cm3.
=
+
+
+
+
×
目标检测
例4:如图,所示的是一个底面直径为20cm的装有一部分水的圆柱形玻璃杯,水面下放着一个底面直径为6cm,高为20cm的圆锥形铅锤.当铅锤从水中取出后,杯里的水将下降多少?(π≈3.14)
解析:因为玻璃杯是圆柱形的,
这个圆柱的底面与玻璃杯的底面相同,是一直径为20cm的圆,
它的体积正好等于圆锥形铅锤的体积,这个小圆柱的高就是水面下降的高度.
所以铅锤取出后,水面下降部分实际上是一个小圆柱,
圆锥形铅锤的体积为 =60π(cm3).
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目标检测
例4:如图,所示的是一个底面直径为20cm的装有一部分水的圆柱形玻璃杯,水面下放着一个底面直径为6cm,高为20cm的圆锥形铅锤.当铅锤从水中取出后,杯里的水将下降多少?(π≈3.14)
解析:设水面下降的高度为xcm,
则小圆柱的体积为π×(20÷2)2×x=100πx(cm3) ,
所以60π=100πx,解得x=0.6,
即铅锤取出后,杯中水将下降0.6cm.
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柱体、锥体、台体的表面积
各面面积之和
展开图
圆柱
圆台
圆锥
小结
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