内容正文:
专题02 不规则物体的体积计算法
1. 一个底面积是20平方厘米的圆柱,斜着截去了一段后,剩下的图形如下图,截后剩下的图形的体积是( )立方厘米。
A. 140 B. 180 C. 220 D. 360
2. 一根长5米,横截面半径是10厘米的木头浮在水面上,正好有一半露出水面。这根木头与水接触的面积是( )平方米。
3. 一瓶葡萄糖氯化钠注射液(如图),从刻度可知里面液体的体积为500ml。把这瓶葡萄糖氯化钠溶液倒置,通过观察可知这个瓶子的容积是( )ml。
4. 有一玻璃密封器皿如图1,测得其底面直径为20cm,高为20cm。现内装蓝色溶液若干,如图2放置时,测得液面高10cm。如图3放置时,测得液面高16cm。该玻璃密封器皿总容量为( )cm³。(结果保留π)
5. 如图,一个啤酒瓶的高度为30cm,瓶中装有高度12cm的水,将瓶盖盖好后倒置,这时瓶中水面高度20cm,则瓶中水的体积和瓶子的容积之比为( )。(瓶底的厚度不计)
6. 如图所示,一个底面直径是6厘米,高是8厘米的圆柱被截取了一部分,成为了如图所示的类似楔形圆柱体,求这个立体图形的体积是多少立方厘米?如果下面的图形中截取一个高为4厘米的最大圆锥,那么这个圆锥的体积是多少立方厘米?(π取3.14)
7. 如图所示,半圆柱的底面半径是20厘米、高是35厘米,打结处用了18厘米的彩带,包扎这样一个礼盒需要彩带多少厘米?
8. 妈妈给小红买了一顶蚊帐,做这样一顶蚊帐至少需要多少平方米的薄纱?(蚊帐有3个面,得数保留整数)
9. 一个用塑料薄膜制作的蔬菜大棚,长20米,横截面是一个半径为2米的半圆。
(1)这个大棚的种植面积是多少平方米?
(2)大棚内的空间大约有多大?
(3)李大伯的农场里有50个这样的蔬菜大棚。已知每平方米的地每个季度能收2.4千克蔬菜,每千克蔬菜出售给餐饮公司,批发价为2.5元。照这样计算,李大伯农场的蔬菜棚一年能收入多少钱?
10. 如图,一个圆柱体零件遭到了粗野的破坏,它被沿着底面直径和高切去了一部分,横截面和底面平行且直径为4厘米,求这个残破图形的体积。(单位:厘米)
11. 从下面这根长方体木料中削掉一个最大的半圆柱,求剩余木料的表面积。
12. 如图所示,在长方体上挖走圆柱的一半,求剩余部分的表面积和体积。(单位:厘米)
13. 小兵有一个圆柱形水壶(如图①)。
(1)这个水壶的表面积是多少平方厘米?
(2)一个瓶子装有果汁,把瓶盖拧紧,倒置、放平如图②所示。将瓶中的果汁全部倒入小兵的水壶中,高度正好是4厘米。这个瓶子的容积是多少毫升?(水壶、瓶子的厚度忽略不计)
14. 一个瓶子的下半部是圆柱形的,它的底面积是8平方厘米,瓶高12厘米。在瓶子里面注入高为6厘米的水(图①)。封好瓶口,将其倒立,则水高8厘米(图②)。这个瓶子的容积是多少立方厘米?
15. 下图是一个圆锥形容器,装入12πml的水,容器高度正好是水面高度的3倍,水面半径和容器口的半径的比是1∶3。这个圆锥形容器的容积是多少毫升?
16.
“小老鼠,上灯台,偷油吃,下不来。”有一个圆锥形容器装满了2000毫升香油,小老鼠偷偷在容器的正中间咬了一个洞偷油,一直偷到油面与洞口平齐为止(如图),此时油面直径是容器底面直径的,小老鼠共偷了多少毫升香油?(容器厚度忽略不计)
(1)油面的半径与容器底面半径的比是( );油面的高度与容器高度的比是( );剩余香油的体积与容器容积的比是( )。
(2)根据原来香油的体积,列式求出小老鼠共偷了多少毫升香油。
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专题02 不规则物体的体积计算法
答案与解析
1. 一个底面积是20平方厘米的圆柱,斜着截去了一段后,剩下的图形如下图,截后剩下的图形的体积是( B )立方厘米。
A. 140 B. 180 C. 220 D. 360
【答案】:B
【分析】:2个完全相同的不规则柱体可拼成一个底面积20cm²,高(7+11)cm的圆柱,如下图所示。因此,不规则柱体体积=圆柱体积的一半。
根据“V=Sh”,则不规则柱体体积=20×(7+11)÷2=180(cm³)。所以截后剩下的图形的体积是180cm³,故选B。
2. 一根长5米,横截面半径是10厘米的木头浮在水面上,正好有一半露出水面。这根木头与水接触的面积是( 1.6014 )平方米。
【答案】:1.6014
【分析】:木头正好有一半露出水满,与水接触的面积是圆柱侧面积的一半和1个圆柱底面积之和。因此,与水接触的面积=圆柱表面积的一半。
由题可知,圆柱底面半径是10cm,10cm=0.1m,高5m,根据“S表=2πrh+2πr²”,则与水接触的面积=3.14×0.1×5+3.14×0.1²=1.6014(m²)。
3. 一瓶葡萄糖氯化钠注射液(如图),从刻度可知里面液体的体积为500ml。把这瓶葡萄糖氯化钠溶液倒置,通过观察可知这个瓶子的容积是( 650 )ml。
【答案】:650
【分析】:瓶子正放或倒放,液体前后体积不变,因此空余部分前后也不变,则瓶子容积=正放时液体体积+倒放时空余部分容积。由图可知,瓶子正放时,液体体积是500ml;瓶子倒放时,空余部分容积是150ml,所以这个瓶子的容积是500+150=650(ml)。
4. 有一玻璃密封器皿如图1,测得其底面直径为20cm,高为20cm。现内装蓝色溶液若干,如图2放置时,测得液面高10cm。如图3放置时,测得液面高16cm。该玻璃密封器皿总容量为( 1400π )cm³。(结果保留π)
【答案】:1400π
【分析】:器皿容积一定,无论正放还是倒放,蓝色溶液体积不变,所以空余部分的体积也不变。因此,器皿总容量=图2阴影圆柱体积+图3空白圆柱体积。
图2阴影圆柱,底面直径20cm,高10cm,代入“V=πr²h”,则阴影圆柱体积=π×(20÷2)²×10=1000π(cm³);
图3空白圆柱,底面直径20cm,高(20-16)cm,代入“V=πr²h”,则空白圆柱体积=π×(20÷2)²×(20-16)=400π(cm³);
所以,器皿总容量是1000π+400π=1400π(cm³)。
5. 如图,一个啤酒瓶的高度为30cm,瓶中装有高度12cm的水,将瓶盖盖好后倒置,这时瓶中水面高度20cm,则瓶中水的体积和瓶子的容积之比为( 6∶11 )。(瓶底的厚度不计)
【答案】:6∶11
【分析】:瓶子容积=正放时水体积+倒放时空余部分体积,其中:
正放时,瓶中水相当于1个与瓶子等底,高12cm的圆柱;倒放时,空余部分相当于1个与瓶子等底,高(30-20)cm的圆柱,据此瓶子转化成1个高(12+30-20)cm的圆柱。
根据“圆柱底面积相等时,体积之比等于高之比”,可得:
V水∶V瓶=h水∶h瓶=12∶(12+30-20)=12∶22=6∶11,所以瓶中水的体积和瓶子的容积之比是6∶11。
6. 如图所示,一个底面直径是6厘米,高是8厘米的圆柱被截取了一部分,成为了如图所示的类似楔形圆柱体,求这个立体图形的体积是多少立方厘米?如果下面的图形中截取一个高为4厘米的最大圆锥,那么这个圆锥的体积是多少立方厘米?(π取3.14)
【答案】:169.56立方厘米;37.68立方厘米
【分析】:(1)2个完全相同的不规则柱体可拼成一个底面直径6cm,高(4+8)cm的圆柱。因此,不规则柱体体积=圆柱体积的一半。
根据“V=π()² h”,则不规则柱体体积=3.14×(6÷2)²×(4+8)÷2=169.56(cm³)。所以,这个立体图形的体积是169.56立方厘米;
(2)
截取的最大圆锥与该立体图形等底,即底面直径是6cm,高4cm,求圆锥体积,代入“V=π()² h”计算即可。
【解】:(1)3.14×(6÷2)²×(4+8)÷2=169.56(cm³)
答:这个立体图形的体积是169.56立方厘米。
(2)×3.14×(6÷2)²×4=37.68(cm³)
答:这个圆锥的体积是37.68立方厘米。
7. 如图所示,半圆柱的底面半径是20厘米、高是35厘米,打结处用了18厘米的彩带,包扎这样一个礼盒需要彩带多少厘米?
【答案】:230.8
【分析】:关键在于理清用了多少条彩带及每条彩带的长度。观察图形可知:
前面用了1条半径长,后面也有1条半径长,合计:2条半径;
上面用了1条高、2条半径长,下面有1条高、底面周长,合计:2条高+2条半径+底面周长;
综上,彩带长度=2条高+4条半径+底面周长+打结处18cm。
由题可知,高35cm,底面半径20cm,底面周长=×2×3.14×20,所以彩带长度=35×2+20×4+×2×3.14×20+18=230.8(cm)。
【解】:彩带长度=2条高+4条半径+底面周长+打结处
35×2+20×4+×2×3.14×20+18
=70+80+62.8+18
=230.8(cm)
答:包扎这样一个礼盒需要彩带230.8厘米。
8. 妈妈给小红买了一顶蚊帐,做这样一顶蚊帐至少需要多少平方米的薄纱?(蚊帐有3个面,得数保留整数)
【答案】:4平方米
【分析】:由题可知,蚊帐由3个面组成,包含1个圆柱侧面积的一半,2个半圆之和相当于1个圆柱底面积。所以,薄纱面积=圆柱侧面积的一半+1个圆柱底面积。
底面直径1.2m,高1.5m,可得:
根据“S侧=πdh”,则圆柱侧面积的一半=π×1.2×1.5÷2=0.9π(m²);
代入“S=πr²”,则圆柱底面积=π×(1.2÷2)²=0.36π(m²);
所以,薄纱面积=0.9π+0.36π=1.26π(m²)。题目要求保留整数,要保证薄纱够用,本题应当采用“进一法”取整。
【解】:薄纱面积=圆柱侧面积的一半+1个圆柱底面积
=π×1.2×1.5÷2+π×(1.2÷2)²
=0.9π+0.36π
=1.26π
=1.26×3.14
≈4(m²)
答:做这样一顶蚊帐至少需要4平方米的薄纱。
9. 一个用塑料薄膜制作的蔬菜大棚,长20米,横截面是一个半径为2米的半圆。
(1)这个大棚的种植面积是多少平方米?
(2)大棚内的空间大约有多大?
(3)李大伯的农场里有50个这样的蔬菜大棚。已知每平方米的地每个季度能收2.4千克蔬菜,每千克蔬菜出售给餐饮公司,批发价为2.5元。照这样计算,李大伯农场的蔬菜棚一年能收入多少钱?
【答案】:(1)80平方米;(2)125.6立方米;(3)96000元
【分析】:(1)大棚的种植区域是一个长20m、宽(2×2)m的长方形,求种植面积,也就是求这个长方形的面积,代入“S=ab”计算。所以,这个大棚的种植面积是20×2×2=80(m²);
(2)求大棚内的空间,也就是求半圆柱的容积,根据“半圆柱容积=圆柱容积的一半”解答。
已知圆柱底面半径2m,高20m,根据“V=πr²h”,则大棚内空间是3.14×2²×20÷2=125.6(m³);
(3) 求李大伯农场50个蔬菜棚的年收入,先算出1个蔬菜大棚的年收入,再乘50即可。
已知每平方米的地每个季度能收2.4kg蔬菜,结合第(1)问每个大棚种植面积80m²,则:
1个蔬菜大棚1个季度能收蔬菜:(2.4×80)kg;
1个蔬菜大棚1年能收蔬菜:(2.4×80×4)kg;
批发价为2.5元/千克,则1个蔬菜大棚1年收入:2.4×80×4×2.5=1920(元);
50个蔬菜大棚1年收入:1920×50=96000(元)。
【解】:(1)20×2×2=80(m²)
答:这个大棚的种植面积是80平方米。
(2)3.14×2²×20÷2=125.6(m³)
答:大棚内的空间大约是125.6立方米。
(3)1个蔬菜大棚1年收入:2.4×80×4×2.5=1920(元)
50个蔬菜大棚1年收入:1920×50=96000(元)
答:李大伯农场的蔬菜棚一年收入96000元。
10. 如图,一个圆柱体零件遭到了粗野的破坏,它被沿着底面直径和高切去了一部分,横截面和底面平行且直径为4厘米,求这个残破图形的体积。(单位:厘米)
【答案】:106.76立方厘米
【分析】:观察图形可知,切去的是一个半圆柱,则残破图形体积=圆柱体积-半圆柱体积。
圆柱底面直径4cm、高11cm;半圆柱底面直径4cm、高5cm,根据“V=π()²h”,可得:
圆柱体积=π×(4÷2)²×11=44π(cm³);
半圆柱体积=π×(4÷2)²×5÷2=10π(cm³);
所以,残破图形体积=44π-10π=34π(cm³)。
【解】:残破图形体积=圆柱体积-半圆柱体积
=π×(4÷2)²×11-π×(4÷2)²×5÷2
=44π-10π
=34π
=34×3.14
=106.76(cm³)
答:这个残破图形的体积是106.76立方厘米。
11. 从下面这根长方体木料中削掉一个最大的半圆柱,求剩余木料的表面积。
【答案】:253.94平方厘米
【分析】:如图所示,从长方体木料中削掉一个最大的半圆柱,表面积增加圆柱侧面积的一半;与此同时,减少长方体的上面和1个圆柱底面积。
因此,剩余木料表面积=长方体五面(无上面)+圆柱侧面积的一半-1个圆柱底面积。
长方体长10cm、宽6cm、高4cm;圆柱底面直径6cm、高10cm,可得:
根据“S表=2(ab+ah+bh)”,则长方体五面(无上面)=10×6+2×(10×4+4×6)=188(cm²);
根据“S=πdh”,则圆柱侧面积的一半=π×6×10÷2=30π(cm²);
代入“S=πr²”,则圆柱底面积=π×(6÷2)²=9π(cm²);
所以,剩余木料表面积=188+30π-9π=(188+21π)cm²。
【解】:剩余木料表面积=长方体五面(无上面)+圆柱侧面积的一半-1个圆柱底面积,其中:
长方体五面(无上面):10×6+2×(10×4+4×6)=188(cm²)
圆柱侧面积的一半:π×6×10÷2=30π(cm²)
圆柱底面积:π×(6÷2)²=9π(cm²)
剩余木料表面积:188+30π-9π
=188+21π
=188+21×3.14
=253.94(cm²)
答:剩余木料的表面积是253.94平方厘米。
12. 如图所示,在长方体上挖走圆柱的一半,求剩余部分的表面积和体积。(单位:厘米)
【答案】:表面积379.7平方厘米;体积470.58立方厘米
【分析】:如图所示,从长方体中挖走圆柱的一半,表面积增加圆柱侧面积的一半;与此同时,减少1个长6cm、宽(10-4×2)cm的长方形和1个圆柱底面积。
所以,剩余部分表面积=长方体表面积+圆柱侧面积的一半-1个长方形-1个圆柱底面积
剩余部分体积=长方体体积-半圆柱体积
长方体长10cm、宽6cm、高8cm;圆柱底面直径10-4×2=2(cm)、高6cm,可得:
代入“S表=2(ab+ah+bh)”,则长方体表面积=2×(10×6+10×8+6×8)=376(cm²);
根据“S侧=πdh”,则圆柱侧面积的一半=3.14×2×6÷2=18.84(cm²);
代入“S=ab”,则长方形面积=6×2=12(cm²);
代入“S=πr²”,则圆柱底面积=3.14×(2÷2)²=3.14(cm²);
所以,剩余部分表面积=376+18.84-12-3.14=379.7(cm²)。
代入“V=abh”,则长方体体积=10×6×8=480(cm³);
根据“V=π()² h”,则半圆柱体积=3.14×(2÷2)²×6÷2=9.42(cm³);
所以,剩余部分体积=480-9.42=470.58(cm³)。
【解】:剩余部分表面积=长方体表面积+圆柱侧面积的一半-1个长方形-1个圆柱底面积
底面直径:10-4×2=2(cm)
长方体表面积:2×(10×6+10×8+6×8)=376(cm²)
圆柱侧面积的一半:3.14×2×6÷2=18.84(cm²)
长方形面积:6×2=12(cm²)
圆柱底面积:3.14×(2÷2)²=3.14(cm²)
剩余部分表面积:376+18.84-12-3.14=379.7(cm²)
剩余部分体积=长方体体积-半圆柱体积
=10×6×8-3.14×(2÷2)²×6÷2
=480-9.42
=470.58(cm³)
13. 小兵有一个圆柱形水壶(如图①)。
(1)这个水壶的表面积是多少平方厘米?
(2)一个瓶子装有果汁,把瓶盖拧紧,倒置、放平如图②所示。将瓶中的果汁全部倒入小兵的水壶中,高度正好是4厘米。这个瓶子的容积是多少毫升?(水壶、瓶子的厚度忽略不计)
【答案】:(1)477.28平方厘米;(2)1004.8毫升
【分析】:(1)求水壶的表面积,也就是求圆柱的表面积。由图可知,圆柱底面直径8cm,高15cm,代入“S表=πdh+2π()²”计算即可;
(2) 瓶子容积=果汁体积+空余部分体积。其中:
将瓶中果汁全部倒入水壶,高正好4cm,则果汁相当于1个与水壶等底、高4cm的圆柱;空余部分相当于1个与水壶等底、高16cm的圆柱,据此将瓶子转化成1个底面直径8cm、高(4+16)cm的圆柱。求瓶子容积,代入“V=π()² h”计算即可,注意单位换算。
【解】:(1)3.14×8×15+2×3.14×(8÷2)²=477.28(cm²)
答:这个水壶的表面积是477.28平方厘米。
(2)3.14×(8÷2)²×(4+16)=1004.8(cm³)
1004.8cm³=1004.8ml
答:这个瓶子的容积是1004.8毫升。
14. 一个瓶子的下半部是圆柱形的,它的底面积是8平方厘米,瓶高12厘米。在瓶子里面注入高为6厘米的水(图①)。封好瓶口,将其倒立,则水高8厘米(图②)。这个瓶子的容积是多少立方厘米?
【答案】:80立方厘米
【分析】:瓶子正放或倒置,水的体积不变,所以空余部分的体积也不变,则瓶子容积=正放时水体积+倒放时空余部分体积。
正放时,瓶中水相当于1个与瓶子等底、高6cm的圆柱;倒放时,空余部分相当于1个与瓶子等底、高(12-8)cm的圆柱,据此瓶子转化成1个底面积8cm²、高(6+12-8)cm的圆柱,求容积,代入“V=Sh”计算即可。
【解】:8×(6+12-8)=80(cm³)
答:这个瓶子的容积是80立方厘米。
15. 下图是一个圆锥形容器,装入12πml的水,容器高度正好是水面高度的3倍,水面半径和容器口的半径的比是1∶3。这个圆锥形容器的容积是多少毫升?
【答案】:324π毫升
【分析】:由图可知,水体积相当于1个小圆锥容积,且小圆锥容积是12πml。
已知小圆锥半径和容器口半径的比是1∶3,则容器底面积是小圆锥底面积的(3×3)倍;;
又知容器高是小圆锥高的3倍,根据“V=Sh”,容器容积是小圆锥容积的3×3×3=27倍;
小圆锥容积是12πml,则容器容积是12π×27=324π(ml)。
【解】:容器容积是水体积的:3×3×3=27倍
容器容积:12π×27=324π(ml)
答:这个圆锥形容器的容积是324π毫升。
16.
“小老鼠,上灯台,偷油吃,下不来。”有一个圆锥形容器装满了2000毫升香油,小老鼠偷偷在容器的正中间咬了一个洞偷油,一直偷到油面与洞口平齐为止(如图),此时油面直径是容器底面直径的,小老鼠共偷了多少毫升香油?(容器厚度忽略不计)
(1)油面的半径与容器底面半径的比是( );油面的高度与容器高度的比是( );剩余香油的体积与容器容积的比是( )。
(2)根据原来香油的体积,列式求出小老鼠共偷了多少毫升香油。
【答案】:(1)1∶2;1∶2;1∶8;(2)1750毫升
【分析】:(1)由题可知,油面直径是容器底面直径的,所以油面半径是容器底面半径的,即油面半径∶容器底面半径=1∶2;
由图可知,油面高度是h,容器高度是2h,所以油面高度∶容器高度=h∶2h=1∶2;
剩余香油体积,即图中阴影圆锥,已知阴影圆锥底面积是容器底面积的×=,阴影圆锥高是容器高的,根据“V=Sh”可知,阴影圆锥体积是容器容积的×=,所以剩余香油的体积与容器容积的比是1∶8。
(2)小老鼠偷香油=容器容积-阴影圆锥容积=(1-)×容器容积。
由题可知,圆锥形容器装满了2000毫升香油,也就是容器容积是2000ml,则小老鼠偷香油(1-)×2000=1750(ml)。
【解】:(2)(1-)×2000=1750(ml)
答:小老鼠共偷了1750毫升香油。
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