内容正文:
第1节 基本立体图形、简单几何体的表面积与体积
课程标准解读
1.认识柱、锥、台、球及简单组合体的结构特征,能运用这些特征描述现实生活中简单物体的结构.2.知道球、棱(圆)柱、棱(圆)锥、棱(圆)台的表面积和体积的计算公式,并能解决简单的实际问题.3.能用斜二测画法画出简单空间图形的直观图.
[知识梳理]
1.基本立体图形
(1)多面体的结构特征
名称
棱柱
棱锥
棱台
图形
底面
互相平行且全等
多边形
互相平行且相似
侧棱
互相平行且相等
相交于一点,但不一定相等
延长线交于一点
侧面
形状
平行四边形
三角形
梯形
(2)旋转体的结构特征
名称
圆柱
圆锥
圆台
球
图形
母线
互相平行且相等,垂直于底面
长度相等且相交于一点
延长线交于一点
轴截面
全等的矩形
全等的等腰三角形
全等的等腰梯形
圆面
侧面
展开图
矩形
扇形
扇环
旋转体要抓住“旋转”这一特点,弄清底面、侧面及展开图的形状.
2.立体图形的直观图
(1)画法:常用斜二测画法.
(2)规则:
①原图形中x轴、y轴、z轴两两垂直,直观图中,x′轴、y′轴的夹角为45°(或135°),z′轴与x′轴和y′轴所在平面垂直;
②原图形中平行于坐标轴的线段,直观图中仍平行于坐标轴.平行于x轴和z轴的线段在直观图中保持原长度不变,平行于y轴的线段长度在直观图中变为原来的一半.
3.圆柱、圆锥、圆台的侧面展开图及侧面积公式
圆柱
圆锥
圆台
侧面
展开图
侧面
积公式
S圆柱侧=2πrl
S圆锥侧=πrl
S圆台侧=π(r+r′)l
4.空间几何体的表面积与体积公式
名称
几何体
表面积
体积
柱体
(棱柱和圆柱)
S表面积=S侧+2S底
V=Sh
锥体
(棱锥和圆锥)
S表面积=S侧+S底
V=Sh
台体
(棱台和圆台)
S表面积=S侧+S上+S下
V=h
球
S=4πR2
V=πR3
常用结论
1.球的截面性质:球的截面是圆面,且球心和截面(不过球心)的圆心的连线垂直于截面.
2.几个与球有关的切、接常用结论
(1)设正方体的棱长为a,球的半径为R.
①若球为正方体的外接球,则2R=a;
②若球为正方体的内切球,则2R=a;
③若球与正方体的各棱相切,则2R=a.
(2)若长方体的同一顶点的三条棱长分别为a,b,c,外接球的半径为R,则2R=.
(3)正四面体的外接球与内切球的半径之比为3∶1.
[诊断自测]
1.思考辨析(在括号内打“ √”或“×”)
(1)有两个面平行,其余各面都是平行四边形的几何体是棱柱.( )
(2)用一个平行于底面的平面截圆锥,得到一个圆锥和一个圆台.( )
(3)棱柱的侧棱都相等,侧面都是全等的平行四边形.( )
答案:(1)× (2)√ (3)×
2.(教材改编)下列几何体是棱台的是( )
解析:D AC不是由棱锥截成的,不符合棱台的定义,故AC不满足题意.B中的截面不平行于底面,不符合棱台的定义,故B不满足题意.D符合棱台的定义.
3.(教材改编)一个长方体的顶点都在球面上,且长方体的棱长分别为1,2,3,则球的表面积为________.
解析:设球的半径为R,则2R==,故R=.所以S球=4πR2=14π.
答案:14π
4.(易错自纠)如图,正方形O′A′B′C′的边长为1,它是水平放置的一个平面图形的直观图,则原图形的周长是________.
解析:由题意得O′B′=,所以原平面图形四边形OABC中(如图),OA=BC=1,OB=2,OB⊥OA,所以OC=AB==3,所以原图形的周长为2×(1+3)=8.
答案:8
5.(易错自纠)将一个邻边长分别为4π,8π的矩形卷成一个圆柱,则这个圆柱的表面积是________.
解析:当底面周长为4π时,底面圆的半径为2,两个底面的面积之和是8π;当底面周长为8π时,底面圆的半径为4,两个底面的面积之和为32π.无论哪种方式,侧面积都是矩形的面积32π2,故所求的表面积是32π2+8π或32π2+32π.
答案:32π2+8π或32π2+32π
考点一 基本立体图形(综合性)
[角度1] 几何体的结构特征
给出下列命题:①在圆柱的上、下底面的圆周上各取一点,则这两点的连线是圆柱的母线;②一个平面截圆锥,得到一个圆锥和一个圆台;③圆锥的所有轴截面都是全等的等腰三角形;④圆锥的轴截面是所有过顶点的截面中,面积最大的一个;⑤有一个面是多边形,其余各面是三角形的几何体为棱锥.其中正确命题的个数是( )
A.0 B.1
C.2 D.3
[解析] ①只有当这两点的连线平行于轴时才是母线,