内容正文:
第十一章 立体几何初步
11.1空间几何体
11.1.6祖暅原理与几何体的体积
(第一课时)
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明确目标,有的放矢
学习目标
知识目标 1.观察演示实验,探索出祖暅原理,可以用其得到柱体、锥体体积公式;
2.可以用柱体、锥体体积公式求简单几何体的体积.
提升数学抽象、直观想象、逻辑推理的数学核心素养.
素养目标
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观察归纳,获得猜想
同一摞纸片,当改变摆放纸片的形式时(如下图).
2.请归纳出一种使两个几何体体积相等的条件?
1.这摞纸片的总体积是否会发生改变?
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观察归纳,获得猜想
祖暅原理:
幂势既同,则积不容异.
截面积
立体的高
1.两几何体的高度相等
2.等高处的截面积相等
敢于质疑,文化自信
公元500年左右,祖暅发现“祖暅原理”,
运用原理,获得新知
问题1.如图所示,六棱柱和长方体的底面积均为S,高均为h,用平行于这两个柱体底面的平面截两个柱体,截面积分别为记它们的体积分别为两个柱体的体积相等吗,为什么?
柱体体积
解: ,理由如下:
柱体被平行于底面的平面所截时,
截面与底面全等,
所以=S,且=S
所以它们的高均为h,
由祖暅原理知
=Sh
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问题2.如图所示,两个锥体的底面积均为S,高均为h,两个锥体被平行于底面的面所截,截面面积分别为,记它们的体积分别为, , 判断的关系,并说明理由.
锥体体积
运用原理,获得新知
柱体
V=Sh
三棱柱
锥体
三棱锥
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割补法
实验猜想,推理论证
锥体体积探究实验
实验目的 探索三棱柱分割的三个三棱锥的体积关系
实验模具 1个装有玩具沙的三棱柱容器,3个空的三棱锥容器
实验步骤 1.将三棱柱中的玩具沙倒满其中一个三棱锥;
2.将三棱锥中的玩具沙依次倒入另外两个三棱锥,
观察它们的体积关系。
实验结果
注意事项 实验完成后将三棱锥中的玩具沙倒回三棱柱容器中.
问题3.如图所示的直三棱柱可以分成3个三棱锥,三个三棱锥的体积分别为,求证:
证明:对于三棱锥三棱锥
有,
由于他们的高相等,所以
对于三棱锥三棱锥,
有,
又他们有公共顶点所以
.
实验猜想,推理论证
=
等体积法
==
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【例1】如图所示,在长方体ABCD-A'B'C'D'中,求棱锥D'-A'CD的体积与长方体体积之比.
学以致用,理解升华
解:已知的长方体可看成四棱柱四棱柱的底面积为S,高为h,
则长方体的体积为
=Sh.
又==Sh= Sh.
因此所求体积之比为1:6.
解决课前,前后呼应
如图所示,半径分别为r,R的球被两个平行平面所截(其中两平行平面的距离为2d),留下中间部分,然后挖掉以截面(两个截面圆的半径分别为)为底面的两个圆柱,得到两个“指环”,用一个平面去截两个“指环”,得到两个圆环,记他们的面积分别为,且,记两个“指环”的体积分别为为判断的关系,设计如下解法,请完成填空。
解:由题知=,=__________.
所以=-=-,
=____________________________,
又且_______________.
所以,由祖暅原理,.
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总结提升,完善知识
1.祖暅原理:幂势既同,则积不容异
柱体
2.
等底面积、等高的柱体,体积相等
V=Sh
三棱柱
锥体
等底面积、等高的锥体,体积相等
V=Sh
三棱锥(等体积法)
割补法
3.实验猜想,推理论证是数学中很常见的得到原理的方法.
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1. 必做题:P88练习题A组1-4
2.选做题:P88练习题B组1,2,
分层作业,个性发展
你能根据下图及祖暅原理,你能求出球体体积计算公式吗?
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谢谢
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