内容正文:
06 圆锥的体积
知识点精讲
知识点一 圆锥的体积
内容
圆锥的体积
1、圆锥的体积计算公式。
圆锥的体积=底面积×高×,圆锥的体积计算公式用字母表示是V=Sh。
2、圆柱和圆锥的关系。
(1)等底等高的圆柱与圆锥的体积比是3∶1,即圆柱的体积比圆锥的体积多2倍,也可以说圆锥的体积比圆柱的体积。
(2)等体积等高的圆柱与圆锥的底面积的比是1∶3。
(3)等体积等底面积的圆柱与圆锥的高的比是1∶3。
掌握好圆柱体积和圆锥体积的关系,能够相互运用求其中一个。
【典型例题1】如图,下面关于四个图形的体积说法错误的是( )。
A.①和④的体积相等 B.②的体积是①的3倍
C.②的体积是④的3倍 D.①和③的体积相等
【典型例题2】一根圆柱木料,底面半径3cm,高10cm,如果把这根圆柱木料削成一个最大的圆锥,圆锥的体积是( )cm3。
【典型例题3】求下面图形的体积。
【典型例题4】一个圆柱形的蓄水罐,从里面测量其底面周长为18.84米,高为4米。现在,将这个蓄水罐中的水全部倒入一个底面半径是6米的圆锥形的蓄水池中,恰好将蓄水池装满。请问,这个圆锥形蓄水池的高是多少米?
【典型例题5】为迎接中国共产党建党一百周年,某公园园艺处准备将一个圆柱形(底面积是3.5平方米,高是1.8米)造型的沙雕重新塑成高是1.8米的圆锥形沙雕,那么圆锥形沙雕的占地面积是多少平方米?
【变式训练1】小明制作了一个圆锥形容器(如图),并往里面灌满了水,将圆锥形容器里的水倒入( )容器中,刚好能装满。
A. B. C. D.
【变式训练2】一个圆柱形容器的底面直径为10cm,高为20cm,一个圆锥形容器的底面直径也为10cm。小亮先用这个圆柱形容器装满水,然后将圆锥形容器灌满,结果如图所示。则这个圆锥形容器高( )cm。(容器壁厚度忽略不计)
【变式训练3】求下图的体积。
【变式训练4】搭积木不仅是一种游戏,更是一种锻炼孩子能力的好方法。小敏用一个圆柱形积木和一个圆锥形积木搭成了一个物体(如图)。如果从底部切下一个高4厘米的圆柱,那么表面积就会减少125.6平方厘米。小敏搭成的这个物体的体积是多少立方厘米?
【变式训练5】一个杯子最上面部分是圆柱,中间部分是圆锥,下面是实心的杯挺和底座(如图)。一个底部内直径是10厘米的瓶子里,水的高度是7厘米,把这些水全部倒入图中的杯子里,圆锥顶点到水面的高度是多少厘米?(π取3)
1.把一个正方体木块加工成最大的圆锥。圆锥的底面直径是4厘米。这个正方体的体积是( )立方厘米。
A.4 B.8 C.16 D.64
2.下面四组图形中,圆柱和圆锥体积不相等的是( )。
A. B.
C. D.
3.有一个圆柱和一个圆锥,已知底面周长的比是3∶2,体积之比是5∶6,则圆柱的高是圆锥高的( )。
A. B. C. D.
4.一个圆锥形沙堆,底面积是28.6平方米,高是3米,用这堆沙在10米宽的公路上铺2厘米厚的路面,能铺( )米。
A.429 B.1.43 C.143 D.4.29
5.一个圆柱形水桶,底面半径20厘米,装水高度30厘米。将一个底面半径10厘米的圆锥形铁块完全浸入水中,水面上升1厘米(水未溢出)。圆锥的高是( )厘米。(取3)
A.12 B.24 C.36 D.48
6.一个圆柱的体积是18立方厘米,与它等底等高的圆锥的体积是( )立方厘米。如果一个圆锥的体积是18立方厘米,与它等底等高的圆柱的体积是( )立方厘米。
7.如图是一个空心圆锥和一个空心圆柱组成的容器。在容器内倒入一些细沙,如果将这个容器上面封住并倒立,细沙的高度是( )。
8.丁丁用一块粘土捏了一个底面积为、高为9cm的圆锥,如果把它捏成一个正方体,那么棱长应为( )cm;如果把它捏成一个与圆锥同样高的圆柱,那么这个圆柱的底面积是( )。
9.一个三角形纸板,其中相邻两边的长为7cm和9cm,面积为18cm2。小明把三角形纸片的一边卡在木棍上,旋转木棍,可得一个立体图形(如图),这个立体图形的体积是( )cm3。
10.一个底面半径和高都是3分米的圆锥形容器,里面装满了某种液体,这种液体每升0.8千克,这个容器里装了( )千克液体。
11.求如图陀螺的体积。
12.一个圆锥形沙堆,底面周长是18.84米,高是2.5米。如果每立方米沙子重1.6吨,这堆沙子大约重多少吨?
13.小小积木,大大世界。一块正方体积木,它的棱长是6厘米。把它加工成一个体积最大的圆柱形积木之后,再将这个圆柱加工制作成一个与之等底等高的圆锥形积木。在整个加工制作的过程中,削去木料的体积是多少?
14.一种水稻磨米机的漏斗是由圆柱和圆锥两部分组成的,底面直径是6分米,圆柱的高是2分米,圆锥的高是4分米,每立方分米水稻重0.65千克,这个漏斗最多能装多少千克水稻?
15.小思和小维做实验,他们分别用等底等高的一个圆柱和圆锥容器组合成滴漏计时器工具,圆锥内灌满了有颜色的水(如图1)。其中圆锥的高为6厘米,底面半径为3厘米。
(1)如果水的流速是每分钟1.57立方厘米,圆锥内漏完水大约需要多少时间?
(2)在图2中用阴影画出表示圆锥内的水漏完后,水在圆柱容器内的高度。
知识点一:
【典型例题1】D
【分析】圆柱的体积公式V=πr2h,圆锥的体积公式V=πr2h,据此求出4个图形的体积,并逐项分析即可。
【解答】图①:π×(4÷2)2×9
=π×22×9
=π×4×9
=12π
图②:π×(4÷2)2×9
=π×22×9
=π×4×9
=36π
图③:π×(2÷2)2×9
=π×12×9
=π×1×9
=9π
图④:π×(4÷2)2×3
=π×22×3
=π×4×3
=12π
A.①和④的体积均为12π,则①和④的体积相等,正确;
B.②的体积为36π,①的体积为12π,36π÷12π=3,则②的体积是①的3倍,正确;
C.36π÷12π=3,则②的体积是④的3倍,正确;
D.③的体积为9π,①的体积为12π,则①和③的体积不相等,错误;
故答案为:D
【典型例题2】94.2
【分析】依据题意可知,这根圆柱木料削成一个最大的圆锥,那么圆锥应该以圆柱的底为底,以圆柱的高为高。然后利用圆锥的体积底面半径2高,结合题中数据计算即可。
【解答】
(立方厘米)
圆锥的体积是cm3。
【典型例题3】30
【分析】根据图可知,圆柱形容器的水倒入圆锥形容器中,圆柱形容器里的水正好一半倒入圆锥形容器中,所以圆锥形容器内的水的体积等于圆柱形容器内水的体积的一半;根据圆柱的体积=底面积×高,据此求出圆柱形容器内水的体积,进而求出圆锥形容器内水的体积,再根据圆锥的体积=底面积×高×,高=圆锥的容积÷÷底面积,据此求出圆锥形容器的高。
【解答】3.14×(10÷2)2×20÷2
=3.14×52×20÷2
=3.14×25×20÷2
=78.5×20÷2
=1570÷2
=785(cm3)
785÷÷[3.14×(10÷2)2]
=785÷÷[3.14×52]
=785÷÷[3.14×25]
=785÷÷78.5
=785×3÷78.5
=2355÷78.5
=30(cm)
这个圆锥形容器的高是30cm。
【典型例题4】3米
【分析】首先根据圆柱底面周长求出底面半径,再根据圆柱的体积公式计算圆柱体积。由于水的体积等于圆锥体积,利用圆锥体积公式反推其高度。
【解答】(米)
(立方米)
(米)
答:这个圆锥形蓄水池的高是3米。
【典型例题5】942立方厘米
【分析】根据题意可知,减少的表面积是高为4厘米的圆柱的侧面积,根据圆柱的侧面积公式S侧=Ch,可知C=S侧÷h,求出圆柱的底面周长;
再根据圆的周长公式C=2πr,可知r=C÷π÷2,求出圆柱的底面半径,同时也是圆锥的底面半径(因为圆柱和圆锥的等底);
那么这个物体的体积=圆柱的体积+圆锥的体积,根据圆柱的体积公式V=πr2h,圆锥的体积公式V=πr2h,代入数据计算即可求解。
【解答】圆柱的底面周长:125.6÷4=31.4(厘米)
圆柱的底面半径:31.4÷3.14÷2=5(厘米)
原来圆柱的体积:
3.14×52×10
=3.14×25×10
=785(立方厘米)
圆锥的体积:
×3.14×52×6
=×3.14×25×6
=157(立方厘米)
一共:785+157=942(立方厘米)
答:小敏搭成的这个物体的体积是942立方厘米。
【变式训练1】B
【分析】根据V圆柱=Sh,V圆锥=Sh可知,圆柱的高h圆柱=V÷S,圆锥的高h圆锥=3V÷S,所以当圆柱和圆锥等底面积等体积时,圆锥的高是圆柱高的3倍,据此用圆锥的高除以3,求出圆柱的高。
【解答】
圆锥的底面直径是8,高是15,那么与它等底面积等体积的圆柱的底面直径应是8,高应是15÷3=5。
所以,将圆锥形容器里的水倒入中,刚好能装满。
故答案为:B
【变式训练2】30
【分析】根据图可知,圆柱形容器的水倒入圆锥形容器中,圆柱形容器里的水正好一半倒入圆锥形容器中,所以圆锥形容器内的水的体积等于圆柱形容器内水的体积的一半;根据圆柱的体积=底面积×高,据此求出圆柱形容器内水的体积,进而求出圆锥形容器内水的体积,再根据圆锥的体积=底面积×高×,高=圆锥的容积÷÷底面积,据此求出圆锥形容器的高。
【解答】3.14×(10÷2)2×20÷2
=3.14×52×20÷2
=3.14×25×20÷2
=78.5×20÷2
=1570÷2
=785(cm3)
785÷÷[3.14×(10÷2)2]
=785÷÷[3.14×52]
=785÷÷[3.14×25]
=785÷÷78.5
=785×3÷78.5
=2355÷78.5
=30(cm)
这个圆锥形容器的高是30cm。
【变式训练3】84.78cm3
【分析】这个图形是由两个圆锥组成,根据圆锥体积=底面积×高÷3,分别计算出两个圆锥的体积,相加即可。
【解答】3.14×(6÷2)2×5.5÷3+3.14×(6÷2)2×3.5÷3
=3.14×32×5.5÷3+3.14×32×3.5÷3
=3.14×9×5.5÷3+3.14×9×3.5÷3
=51.81+32.97
=84.78(cm3)
这个图形的体积是84.78cm3。
【变式训练4】942立方厘米
【分析】根据题意可知,减少的表面积是高为4厘米的圆柱的侧面积,根据圆柱的侧面积公式S侧=Ch,可知C=S侧÷h,求出圆柱的底面周长;
再根据圆的周长公式C=2πr,可知r=C÷π÷2,求出圆柱的底面半径,同时也是圆锥的底面半径(因为圆柱和圆锥的等底);
那么这个物体的体积=圆柱的体积+圆锥的体积,根据圆柱的体积公式V=πr2h,圆锥的体积公式V=πr2h,代入数据计算即可求解。
【解答】圆柱的底面周长:125.6÷4=31.4(厘米)
圆柱的底面半径:31.4÷3.14÷2=5(厘米)
原来圆柱的体积:
3.14×52×10
=3.14×25×10
=785(立方厘米)
圆锥的体积:
×3.14×52×6
=×3.14×25×6
=157(立方厘米)
一共:785+157=942(立方厘米)
答:小敏搭成的这个物体的体积是942立方厘米。
【变式训练5】13厘米
【分析】根据圆柱的体积=底面积×高,代入数据,求出瓶子里水的体积;根据圆锥的体积=底面积×高×,代入数据,求出杯子圆锥部分的体积,再用水的体积-杯子圆锥部分的体积,求出剩下的体积,再根据高=剩下的体积÷杯子最上面部分的圆柱的底面积,求出它的高度,再加上圆锥部分的高度,即可解答。
【解答】3×(10÷2)2×7
=3×52×7
=3×25×7
=75×7
=525(立方厘米)
3×(10÷2)2×9×
=3×52×9×
=3×25×9×
=75×9×
=675×
=225(立方厘米)
(525-225)÷[3×(10÷2)2]
=300÷[3×52]
=300÷[3×25]
=300÷75
=4(厘米)
4+9=13(厘米)
答:圆锥顶点到水面的高度是13厘米。
1.D
【分析】根据题意,把一个正方体木块加工成最大的圆锥,那么圆锥的底面直径和高都等于正方体的棱长。已知圆锥的底面直径是4厘米,说明正方体的棱长是4厘米,利用“正方体的体积=棱长×棱长×棱长”求出这个正方体的体积,据此解答。
【解答】正方体的棱长等于圆锥的底面直径4厘米。
4×4×4
=16×4
=64(立方厘米)
所以,这个正方体的体积是64立方厘米。
故答案为:D
2.D
【分析】圆柱的体积V=Sh,圆锥的体积V= Sh,分别把圆柱和圆锥的底面积和高代入体积公式计算并比较即可。
【解答】A.圆柱:3×2=6(cm3),圆锥: ×3×6=6(cm3),相等,不符合题意;
B.圆柱:3×2=6(cm3),圆锥: ×9×2=6(cm3),相等,不符合题意;
C.圆柱:3×2=6(cm3),圆锥: ×6×3=6(cm3),相等,不符合题意;
D.圆柱:3×2=6(cm3),圆锥: ×9×6=18(cm3),不相等,符合题意。
故答案为:D
3.A
【分析】底面周长=2×圆周率×半径,底面积=圆周率×底面半径的平方,底面周长的比就是底面半径的比,前后项分别平方以后的比是底面积的比。将比的前后项看成份数,圆柱的高=体积÷底面积,圆锥的高=体积×3÷底面积,据此分别计算圆柱和圆锥的高,将圆锥的高看作单位“1”,圆柱的高÷圆锥的高=圆柱的高是圆锥高的几分之几。
【解答】底面积的比:32∶22=9∶4
(5÷9)÷(6×3÷4)
=÷
=×
=
圆柱的高是圆锥高的。
故答案为:A
4.C
【分析】2厘米=0.02米,根据圆锥的体积公式:V=Sh,用28.6×3×即可求出沙堆的体积,然后再根据长方体体积公式:V=abh,用沙堆的体积÷10÷0.02即可求出能铺的长度。据此解答。
【解答】2厘米=0.02米
28.6×3×
=85.8×
=28.6(立方米)
28.6÷10÷0.02
=2.86÷0.02
=143(米)
可以铺143米。
故答案为:C
5.A
【分析】由题意可知,圆锥形铁块的体积等于上升部分水的体积,上升部分水的体积=水桶的底面积×上升部分水的高度,再根据“”求出圆锥的高,据此解答。
【解答】3×3×202×1÷(3×102)
=3×3×400×1÷(3×100)
=3×3×400×1÷300
=9×400×1÷300
=3600÷300
=12(厘米)
所以,圆锥的高是12厘米。
故答案为:A
6.6 54
【分析】已知一个圆柱的体积是18立方厘米,求等底等高圆锥的体积,用圆柱的体积÷3=圆锥的体积;又知一个圆锥的体积是18立方厘米,求等底等高圆柱的体积,圆锥体积×3=圆柱体积;据此解答。
【解答】18÷3=6(立方厘米)
18×3=54(立方厘米)
一个圆柱的体积是18立方厘米,与它等底等高的圆锥的体积是6立方厘米。如果一个圆锥的体积是18立方厘米,与它等底等高的圆柱的体积是54立方厘米。
7.60
【分析】正放时圆锥部分细沙高度是9dm,圆柱部分细沙高度是3dm。因为等底等高的圆柱体积是圆锥体积的3倍,那么圆锥中9dm高的细沙体积相当于圆柱中9÷3=3dm高的细沙体积。把圆锥中细沙体积转化为圆柱中细沙体积后,再加上原来圆柱中细沙的高度3dm就可得到倒立后细沙的高度。
【解答】9÷3+3
=3+3
=6(dm)
6dm=60cm
细沙的高度是60cm。
8.6 24
【分析】根据圆锥的体积=底面积×高×,代入数据,求出圆锥的体积,圆锥的体积等于正方体体积;根据正方体体积=棱长×棱长×棱长,据此求出正方体棱长;圆锥的体积=圆柱的体积;圆锥的高=圆柱的高;根据圆柱的体积=底面积×高;用圆锥的体积除以圆锥的高,即可求出圆柱的底面积。
【解答】72×9×
=648×
=216(cm3)
因为6×6×6=216,所以正方体棱长是6cm。
216÷9=24(cm2)
丁丁用一块粘土捏了一个底面积为72cm2、高为9cm的圆锥,如果把它捏成一个正方体,那么棱长应为6cm;如果把它捏成一个与圆锥同样高的圆柱,那么这个圆柱的底面积是24。
9.150.72
【分析】
根据三角形面积=底×高÷2,高=面积÷底×2,代入数据,求出三角形底边是9cm对应的高;如图:;三角形旋转,得到两个圆锥,两个圆锥的底面半径等于三角形的高,两个圆锥的高的和等于三角形ABC的边AC的长;根据圆锥的体积=底面积×高×,两个圆锥的体积=底面积×两个圆锥的和×,据此求出这个立体图形的体积。
【解答】18×2÷9
=36÷9
=4(cm)
3.14×42×9×
=3.14×16×9×
=50.24×9×
=452.16×
=150.72(cm3)
这个立体图形的体积是150.72cm3。
10.22.608
【分析】根据圆锥的容积=底面积×高×,代入数据,求出圆锥形容器的容积,也就是液体的容积,再用液体的容积×0.8,即可求出这个容器装的液体的重量,注意单位名数的换算。
【解答】3.14×32×3×
=3.14×9×3×
=28.26×3×
=84.78×
=28.26(立方分米)
28.26立方分米=28.26升
28.26×0.8=22.608(千克)
一个底面半径和高都是3分米的圆锥形容器,里面装满了某种液体,这种液体每升0.8千克,这个容器里装了22.608千克液体。
11.552.64立方厘米
【分析】观察陀螺是由圆柱和圆锥两部分组成的,先根据陀螺底面直径求出陀螺底面半径;再根据圆柱的体积公式:V=πr2h,圆锥的体积公式:V=πr2h,把数据代入公式分别求出圆柱和圆锥的体积;最后相加求和即可。
【解答】3.14×(8÷2)2×10+×3.14×(8÷2)2×(13-10)
=3.14×16×10+×3.14×16×3
=502.4+50.24
=552.64(立方厘米)
所以这个陀螺的体积是552.64立方厘米。
12.37.68吨
【分析】根据圆的周长公式的逆运算,可求出半径,再根据圆锥的体积公式,代入数据可得圆锥的体积,再乘1.6即可。
【解答】18.84÷3.14÷2=3(米)
(立方米)
23.55×1.6=37.68(吨)
答:这堆沙子大约重37.68吨。
13.159.48立方厘米
【分析】正方体体积公式为:体积=棱长×棱长×棱长,已知棱长为6厘米,那么正方体体积为6×6×6=216立方厘米。
把正方体加工成一个体积最大的圆柱形积木之后,圆柱的底面直径和高都等于正方体棱长,正方体棱长为6厘米,那么圆柱的底面半径为6÷2=3厘米。根据圆柱体积公式:V=πr2h(r是底面半径,h是高,π取3.14)。那么圆柱的体积为3.14×32×6=3.14×9×6=169.56立方厘米。
再将这个圆柱加工制作成一个与之等底等高的圆锥形积木,圆锥体积是等底等高圆柱体积的,即169.56×=56.52立方厘米。
削去木料体积是用正方体体积减去圆锥体积。
【解答】6×6×6=216(立方厘米)
3.14×32×6=3.14×9×6=169.56(立方厘米)
169.56×=56.52(立方厘米)
216-56.52=159.48(立方厘米)
答:削去木料的体积是159.48立方厘米。
14.61.23千克
【分析】观察图形可知,圆柱与圆锥等底,已知底面直径为6分米,那么半径为6÷2=3分米。
根据圆柱的体积公式:V=πr2h(π取3.14,r为半径,h为高),已知圆柱的高为2分米,底面半径为3分米,把数据代入公式计算即可得出圆柱的体积。
根据圆锥的体积公式:V=πr2h(π取3.14,r为半径,h为高),已知圆锥的高为4分米,底面半径为3分米,把数据代入公式计算即可得出圆锥的体积。
漏斗每立方分米水稻重0.65千克,把圆柱体积和圆锥体积相加后再乘0.65即可得出漏斗最多能装多少千克水稻。
【解答】6÷2=3分米
3.14×32×2
=3.14×9×2
=56.52(立方分米)
×3.14×32×4
=×3.14×9×4
=3×3.14×4
=37.68(立方分米)
(56.52+37.68)×0.65
=94.2×0.65
=61.23(千克)
答:这个漏斗最多能装61.23千克水稻。
15.(1)36分钟
(2)见详解
【分析】(1)根据圆锥的体积=,代入数据求出圆锥形容器内水的体积,再除以水的流速即可求出圆锥内漏完水大约需要的时间。
(2)等底等高的圆柱的体积是圆锥体积的3倍,当圆柱和圆锥的体积和底面积相等时,圆锥的高是圆柱高的3倍,据此用圆锥的高除以3就是圆柱的高,圆锥内的水漏完后,水在圆柱容器内的高度为6÷3=2(厘米),据此画图。
【解答】(1)×3.14××6÷1.57
=×3.14×9×6÷1.57
=56.52÷1.57
=36(分钟)
答:圆锥内漏完水大约需要36分钟。
(2)如图:
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