内容正文:
【人教版】六年级上册数学奥数: 第 4 讲 旋转体的体积
一、知识要点
本讲围绕圆柱、圆锥、圆台、扇形围圆锥、空心圆柱等旋转体展开,核心公式:
1. 圆柱体积:
2. 圆锥体积:
3. 圆台体积:
4. 圆锥侧面积:( 为母线)
5. 空心圆柱体积: 圆环面积 × 高
解题关键:半径比→面积比→体积比、体积不变、弧长 = 底面周长。
二、经典例题
例 1 圆柱体积比与高度问题
甲、乙两个圆柱容积相等,甲半径是乙的 2 倍,乙比甲高 36 厘米。求甲、乙高度。
解答:
半径比 ,底面积比 ,高之比 。
甲高: 厘米
乙高: 厘米
答案:甲 12cm,乙 48cm
例 2 扇形围圆锥求容积
边长 20cm 正方形剪扇形围成圆锥,求容积(取整数)。
解答:
弧长:,底面半径 cm
高: cm
容积: cm³
答案:约 507 立方厘米
例 3 1/4 圆锥谷堆体积
3. 墙角谷堆呈圆锥,弧长 1.5 米,高 0.8 米,每立方米 650 公斤。求重量。
解答:
,
体积
重量:0.191×650≈124 公斤
答案:约 124 公斤
例 4 圆锥容器石子与水面高度(取整数)
倒圆锥半径 6cm,高 12cm,石子体积。求取出石子后水面高。
解答:
设高,半径
→
答案:8 厘米
例 5 草垛(圆锥 + 圆台)重量
圆锥底面周长 6.28m,高 0.8m;圆台下底周长 9.42m,高 1.6m。每立方米草 140 公斤。
解答:
圆锥半径 r=1m,圆台下底半径 R=1.5m,
上底半径 r=1m,高 h=1.6 m
圆锥体积≈0.837,圆台≈7.95,总体≈8.79 m³
重量:8.79×140≈1230 公斤
答案:约 1230 公斤
例 6 空心圆筒体积(筒壁不计)
圆筒长 40cm,横截面最长线段 24cm。求体积。
解答:
外半径 12cm,圆环面积
体积:
答案: 立方厘米
例 7 长方形绕对角线旋转体体积
长 12cm、宽 9cm 长方形绕对角线旋转,求体积。
解答:
对角线 15cm,旋转体体积:
答案: 立方厘米
例 8 圆柱中浸没圆锥(水面升降)
一个底面半径 20cm 的圆柱水桶,浸没一个底面半径 10cm、高 12cm 的圆锥。取出后,水面下降多少厘米?
解答:
圆锥体积:
下降高度: cm
答案:1 厘米
三、拔高拓展例题(小升初 / 竞赛专用)
拓展例 1 圆柱圆锥体积比
圆柱与圆锥底面半径比 ,高之比 ,求体积比。
解答:
答案:5:3
拓展例 2 侧面展开为正方形
圆柱侧面展开是边长 12.56cm 的正方形,求体积。
解答:
cm³
答案:约 157.75 立方厘米
拓展例 3 扇形围圆锥求高
半径 6cm、圆心角 90° 的扇形围成圆锥,求圆锥的高。
解答:
底面半径 cm
高: cm
答案: cm
拓展例 4 长方形旋转成圆柱
长 10cm、宽 8cm 长方形以长为轴旋转一周,求体积。
解答:
cm³
答案: 立方厘米
拓展例 5 高增加引起表面积变化
圆柱高增加 3cm,表面积增加 94.2cm²,求底面积。
解答:
底面周长: →
底面积: cm²
答案: 平方厘米
拓展例 6 圆锥水倒入圆柱(圆锥倒立)
圆锥高 18cm,装满水,倒入等底圆柱,水深 6cm。
若装水高 6cm,则水深几何?
解答:
圆锥中水高6cm时,体积为总体积的=,
总体积=6πr2
水体积 =2/9πr2,
水深≈0.222 cm
答案:0.222 厘米
拓展例 7 沿直径切开求体积
圆柱沿直径切两半,表面积增加 60cm²,高 5cm,求体积。
解答:
直径 × 高 ×2=60 → 直径 = 6 → r=3
体积: cm³
答案: 立方厘米
拓展例 8 圆柱体积倍数关系
甲半径是乙的 3 倍,高是乙的,甲体积是乙的几倍?
解答:
答案:4.5 倍
拓展例 9 圆台体积
圆台上底半径 2cm,下底 4cm,高 6cm,求体积。
解答:
cm³
答案: 立方厘米
拓展例 10 空心圆柱体积
外直径 20cm,内直径 10cm,长 50cm,求体积。
解答:
cm³
答案: 立方厘米
四、基础练习题
1. 甲、乙两个圆柱容积相等,甲半径是乙的 2 倍,乙比甲高 36 厘米,求甲、乙的高。
2. 边长 20 厘米的正方形剪扇形围成圆锥,求圆锥容积(取整数)。
3. 墙角 1/4 圆锥谷堆,弧长 1.5 米,高 0.8 米,每立方米 650 公斤,求总重量。
4. 倒圆锥半径 6cm、高 12cm,石子体积 100π cm³,取石子后水面高多少?
5. 草垛:圆锥底面周长 6.28m、高 0.8m;圆台下底周长 9.42m、高 1.6m,每立方米草 140 公斤,求重量。
6. 圆筒长 40cm,横截面最长线段 24cm,求管子体积。
7. 长 12cm、宽 9cm 长方形绕对角线旋转,求旋转体体积(保留 π)。
8. 圆柱半径 4cm、高 10cm,挖去同底同高圆锥,求剩余体积。
五、进阶拔高练习题
1. 圆柱与圆锥底面半径比 2∶3,高之比 5∶4,体积比是多少?
2. 圆柱侧面展开是边长 12.56cm 的正方形,求体积。
3. 半径 6cm、圆心角 90° 的扇形围成圆锥,求圆锥的高。
4. 长 10cm、宽 8cm 的长方形以长为轴旋转一周,求体积。
5. 圆柱高增加 3cm,表面积增加 94.2cm²,求底面积。
6. 圆锥容器高 18cm,装水高 6cm,将水倒入等底圆柱,水深几厘米?
7. 一段圆柱形钢材,沿底面直径切成两半,表面积增加 60cm²,高 5cm,求体积。
8. 甲圆柱半径是乙的 3 倍,高是乙的 1/2,甲体积是乙的几倍?
9. 圆台上底半径 2cm,下底半径 4cm,高 6cm,求体积。
10. 空心圆柱外直径 20cm,内直径 10cm,长 50cm,求体积。
六、参考答案
基础题答案
1. 甲 12cm,乙 48cm
2. 约 507 cm³
3. 约 124 公斤
4. 8cm
5. 约 1230 公斤
6. cm³
7. cm³
8. cm³
拔高题答案
1. 5:3
2. 约 157.75 cm³
3. cm
4. cm³
5. cm²
6. 0.222cm
7. cm³
8. 4.5 倍
9. cm³
10. cm³
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