内容正文:
13.3.2 空间图形的体积
江苏省如东县掘港高级中学
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情境创设:
魔方
一个几何体的体积是单位正方体体积的多少倍,那么这个几何体的体积的数值就是多少.
我们用单位正方体(棱长为1个长度单位的正方体)的体积来度量几何体的体积。
(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=sh
【问题】 一般的柱体体积公式呢?锥体、台体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
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?
s
s/
s
s/
s
S/=0
S/=S
V台体=
V柱体=Sh
V锥体=
探究4:柱体、锥体、台体的体积公式之间有怎样的关系呢?
数
形
例1、如图所示,正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为a,过顶点B,D,A1截下一个三棱锥.
①求剩余部分的体积;
四、应用数学、融汇贯通
故剩余部分的体积
V=V正方体-
四、应用数学、融汇贯通
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②求三棱锥A-A1BD的体积及高.
四、应用数学、融汇贯通
设三棱锥A-A1BD的高为h,
则
四、应用数学、融汇贯通
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例2、已知一个正四面体的各棱长均为,
求它的体积。
四、应用数学、融汇贯通
方法1:直接利用棱锥的体积公式求解;
求空间图形体积的常用方法
(1)公式法:直接代入公式求解.
(2)等积法:例如四面体的任何一个面都可以作为底面,只需选用底面积和高都易求的形式即可.
(3)补体法:将空间图形补成易求解的空间图形,如棱锥补成棱柱,棱台补成棱锥等.
(4)分割法:将空间图形分割成易求解的几部分,分别求体积.
方法总结:
(五)课堂小结,自我内化
1.一个原理:祖暅原理(新课的“根”)
2.三个公式:柱、锥、台的体积公式(新课的“叶”)
3.三种思想方法:数形结合,转化化归思想,分割补形思想(新课的“土壤”)
幂势既同,则积不容异
六、当堂训练
1、把长和宽分别为6和3的矩形卷成一个圆柱的侧面,则该圆柱的体积为________.
2、棱台的上、下底面面积分别是2,4,高为3,则该棱台的体积是( )A. B.6+2 C.24 D.18
3、如图所示,在长方体ABCD-A′B′C′D′中,用截面截下一个棱锥C-A′DD′,求棱锥C-A′DD′的体积与剩余部分的体积之比.
=a3-a3=a3.
=S△ABD·A1A
=×·AB·AD·A1A=a3.
=×××(a)2h=a2h,
故a2h=a3,解得h=a.
$$