内容正文:
3.3 立体图形的表面展开图
暑期预习知识清单
2026-2027学年 · 华东师大版 · 七年级数学上册
(第三章 图形认识初步 · 3.3)
学习建议:拿纸盒真的剪开铺平,再试着折回去,体会“展开↔折叠”
一、预习导航
🎯 本节核心内容
理解表面展开图的概念;会把常见立体图形(尤其是正方体、圆柱、圆锥)沿棱剪开、铺平成平面图形,也能判断一个平面图形能否折叠成某立体;记住圆柱、圆锥、正方体展开图的特征。
⏱ 预计学习时间
约 80 分钟(建议动手剪包装盒、折纸验证)。
🔗 与小学知识的联系
小学做过“把纸盒拆开铺平”的游戏,知道长方体能展开成由 6 个长方形组成的图形;本节系统学习展开图,并要求能判断给定平面图形能否折回原立体。
💡 预习建议
找一个正方体纸巾盒,沿棱剪开摊平,观察 6 个正方形怎么连;再找一个圆柱罐头标贴,撕下侧面看是长方形;圆锥雪糕筒剪开看是扇形+圆。
二、3.3 立体图形的表面展开图 知识清单
🎯 第一步:预习目标
✔ 理解表面展开图的概念
✔ 会画(或识别)正方体、圆柱、圆锥的表面展开图
✔ 能判断一个平面图形能否折叠成某立体
✔ 知道正方体展开图有 11 种,理解“相对面不相邻”
📌 第二步:知识清单
📌 知识点1:什么是表面展开图
把一个立体图形的表面沿某些棱剪开,展开铺平在同一个平面内,得到的平面图形叫做它的表面展开图(简称展开图)。同一个立体,剪法不同,展开图可能不同。
【生活情境】包装盒出厂时是扁平的纸板(展开图),运到后再折叠粘成盒子——这就是展开图与立体的互逆关系。
⚠ 特别注意:展开图是立体所有面的平面拼图,折叠后应“严丝合缝”拼回原立体,不多不少。
📌 知识点2:正方体的表面展开图
正方体有 11 种 不同的表面展开图,按“行”的分布可分为四类:
① 1-4-1 型(中间 4 个一行,上下各 1 个):共 6 种,最常见。
② 2-3-1 型(中间 3 个,上 2 下 1 或上 1 下 2):共 3 种。
③ 2-2-2 型(每行 2 个,三行错开):1 种。
④ 3-3 型(两行各 3 个,错开):1 种。
【判断窍门】无论哪种,相对的两个面在展开图中一定不相邻(中间至少隔一个面)。例如“田”字形、含“凹”或“四连方围成一圈”的图形都不能折成正方体。
📌 知识点3:圆柱的表面展开图
圆柱的表面 = 两个底面圆 + 一个侧面。侧面展开是一个长方形,其长 = 底面圆的周长(2πr),宽 = 圆柱的高。所以圆柱展开图 = 两个相同的圆 + 一个长方形(圆常在长方形上下两边外侧)。
【辨析】圆柱侧面展开是长方形,不是正方形(除非高恰好等于底面周长)。
📌 知识点4:圆锥的表面展开图
圆锥的表面 = 一个底面圆 + 一个侧面。侧面展开是一个扇形,扇形的弧长 = 底面圆的周长,扇形的半径 = 圆锥的母线长。所以圆锥展开图 = 一个圆 + 一个扇形。
📌 知识点5:判断平面图形能否折叠成某立体
方法:① 数面数是否相等(如正方体展开图必为6 个正方形);② 检查相对面是否“不相邻”;③ 想象折叠,看能否严丝合缝;④ 排除“田字格、凹形、五面围一圈”等不能折成正方体的图形。
⚠ 特别提醒:有曲面的立体(圆柱、圆锥、球),其展开图含曲线边(圆、扇形);纯由正方形/长方形组成的展开图只能折成多面体。
⚠ 第三步:特别提醒
⚠ 提醒1 正方体展开图一定是 6 个正方形,且相对面不相邻。
⚠ 提醒2 “田”字形(4 个小正方形拼田字)不能折成正方体。
⚠ 提醒3 圆柱侧面展开长方形的长 = 底面周长,不是底面直径。
⚠ 提醒4 圆锥侧面展开是扇形(带弧),不是三角形。
❌ 第四步:易错点剖析
易错点1:把“田”字形当成正方体展开图
❌ 错例:图中有 4 个正方形拼成“田”字,认为是正方体展开图。
✅ 正确:“田”字格折叠时中间会重叠,不能拼成正方体。
错因:没检查能否严丝合缝。规避:排除田字、凹形、围圈形。
易错点2:圆柱侧面展开长算错
❌ 错例:底面半径 r,侧面展开长方形长 = 2r(直径)。
✅ 正确:长 = 底面周长 = 2πr,宽是高 h。
错因:把“直径”当“周长”。规避:展开长=底面周长。
易错点3:圆锥侧面说成三角形
❌ 错例:圆锥侧面展开是三角形。
✅ 正确:圆锥侧面展开是扇形(一条弧 + 两条半径)。
错因:把“圆锥主视图是三角形”和“侧面展开”混淆。规避:锥侧=扇形,柱侧=长方形。
✏️ 第五步:典型例题
【例题1】(基础题·★)下列图形中,能折叠成正方体的是( )
A. 田字形 B. 1-4-1 型六正方形 C. 5 个正方形 D. 凹字形
【分析】正方体需 6 个正方形且相对面不相邻。
【解】田字、凹字不行,5 个不够;1-4-1 型是 11 种之一。
【答】B。
【例题2】(中档题·★★)圆柱底面半径 3,高 4,则侧面展开长方形的长和宽分别是( )
A. 3 和 4 B. 6 和 4 C. 6π 和 4 D. 3π 和 4
【分析】长=底面周长=2π·3=6π,宽=高=4。
【解】长 6π,宽 4。
【答】C。
【例题3】(易错题·★★)判断:圆锥的侧面可以展开成扇形。( )
【解】正确。圆锥侧面是扇形,弧长等于底面周长。
【答】√(正确)。
📝 第六步:随堂小测(5题)
1. 正方体表面展开图共有( )种
A. 6 B. 9 C. 11 D. 12
2. 圆柱侧面展开图是( )
A. 正方形 B. 长方形 C. 梯形 D. 圆
3. 下列不能折成正方体的是( )
A. 1-4-1 型 B. 2-3-1 型 C. 田字型 D. 3-3 型
4. 圆锥侧面展开是______形,圆柱侧面展开是______形。
5. 正方体展开图中,相对的两个面一定______(填“相邻”或“不相邻”)。
📝 随堂小测参考答案
1. C(共 11 种)
2. B(长方形)
3. C(田字不能折正方体)
4. 扇;长方
5. 不相邻
三、本节思维导图
中心主题:3.3 立体图形的表面展开图:
① 概念 → 沿棱剪开铺平得到平面图形。
② 正方体 → 11 种,相对面不相邻。
③ 圆柱 → 两底圆 + 长方形(长=周长)。
④ 圆锥 → 底圆 + 扇形。
📊 附:展开与折叠 验证流程
四、核心概念速查卡
🔑 展开图:沿棱剪开铺平的平面图形。
🔑 正方体:11 种,相对面不相邻,田字/凹字不行。
🔑 圆柱:两底圆 + 长方形(长=底面周长)。
🔑 圆锥:底圆 + 扇形(弧长=底面周长)。
五、本节易错点汇总
序号
易错点
正确做法
1
田字格当展开图
田字不能折正方体
2
圆柱展开长=直径
长=底面周长2πr
3
圆锥侧面=三角形
圆锥侧面=扇形
4
相对面相邻
相对面必不相邻
六、分层自测卷(3.3 立体图形的表面展开图)
说明:A层(基础巩固)5题,B层(能力提升)3题,C层(拓展挑战)2题,共10题。
A层 · 基础巩固
A1. 下列能折成正方体的是( )
A. 田字型 B. 1-4-1 型 C. 凹字型 D. 5个正方形
A2. 圆柱侧面的展开图是( )
A. 圆 B. 扇形 C. 长方形 D. 三角形
A3. 圆锥侧面展开是( )
A. 长方形 B. 扇形 C. 梯形 D. 正方形
A4. 正方体展开图有______种,相对的两个面______(填“相邻/不相邻”)。
A5. 圆柱侧面展开长方形的长等于底面______。
B层 · 能力提升
B6. 半径为 2、高为 5 的圆柱,侧面展开长方形长、宽分别为( )
A. 4π 和 5 B. 2π 和 5 C. 4 和 5 D. 2 和 5
B7. 下列说法正确的是( )
A. 正方体展开图有 12 种 B. 田字型可折正方体
C. 圆锥侧面是扇形 D. 圆柱侧面是正方形
B8. 为什么“田”字形不能折成正方体?画图或文字说明。
C层 · 拓展挑战
C9. 一个正方体展开图是 1-4-1 型,请指出其中一对相对的面(用位置描述)。
C10. 母线长为 6、底面周长为 6π 的圆锥,其侧面展开扇形的圆心角是多少度?(提示:圆心角 = 弧长/半径 × 180°/π)
七、参考答案与解析
A层
A1. B(1-4-1 是 11 种之一)
A2. C(长方形)
A3. B(扇形)
A4. 11;不相邻
A5. 周长
B层
B6. A(长=2π·2=4π,宽=高=5)
B7. C(圆锥侧面是扇形;A应为11种,B田字不行,D一般不是正方形)
B8. 田字折叠时上下两格会互相重叠、无法拼成封闭立方体,故不能折成正方体。
C层
C9. 1-4-1 型中,上下两端的单个正方形相对;中间 4 个里第1与第3、第2与第4 相对(视具体摆放)。
C10. 圆心角 = (6π / 6) × (180°/π) = π × 180°/π?更准确:θ/360° = 弧长/圆周长 = 6π/(2π·6)=6π/12π=1/2,故 θ=180°。(即半圆扇形)
💡 解题方法与技巧
技巧1:数面数——正方体展开必为 6 个正方形。
技巧2:查相对面——相对面在展开图中不相邻,可据此排除错误图形。
技巧3:柱侧长方、锥侧扇形,展开长/弧长 = 底面周长。
📌 易混辨析:圆柱展开 vs 圆锥展开
二者都有一个底面圆;但圆柱侧面是长方形(两条直边、四直角),圆锥侧面是扇形(一条弧边、两条半径)。圆柱展开含“两底圆+一长方”,圆锥展开含“一底圆+一扇形”。
✏️ 补充例题(中档题·★★)
【例题4】下列平面图形中,能折成圆柱的是( )
A. 两个圆 + 一个长方形 B. 一个圆 + 一个扇形 C. 6 个正方形 D. 4 个长方形
【解】圆柱展开 = 两底圆 + 侧面长方形。
【答】A。
📝 补充随堂练习(3题)
1. 正方体展开图绝不会出现( )
A. 1-4-1 型 B. 2-2-2 型 C. 田字型 D. 3-3 型
2. 圆锥侧面展开扇形的弧长 = 底面______。
3. 圆柱高 h、底面半径 r,侧面展开长方形面积 = ______。
📝 补充练习参考答案
1. C(田字不行)
2. 周长
3. 2πrh(长2πr × 宽h)
📊 本节学习小结
展开图=沿棱剪开铺平;正方体11种且相对面不相邻(田字/凹字不行);圆柱=两底圆+长方形(长=周长);圆锥=底圆+扇形(弧长=周长)。判断能否折叠:数面数、查相对面、想象折叠。
📝 综合应用(2题)
【应用1】一个长方体纸盒长 3、宽 2、高 1,它的表面展开图至少由几个长方形组成?
【解】长方体 6 个面,展开图由 6 个长方形组成(相对面两两相同)。
【答】6 个长方形。
【应用2】罐头侧面商标纸是一个长方形,长 18.84 cm、宽 10 cm,求罐头顶面圆的半径。(π取3.14)
【解】长方形长=底面周长=2πr=18.84 → r=18.84/(2×3.14)=3 cm。
【答】半径 3 cm。
🔍 概念判断自测(5题,对的打√,错的打×)
1. 正方体展开图有 11 种。( )
2. 田字形能折成正方体。( )
3. 圆柱侧面展开是长方形。( )
4. 圆锥侧面展开是扇形。( )
5. 正方体展开图中相对的面相邻。( )
🔍 判断自测参考答案
1. √
2. ×(田字不能)
3. √
4. √
5. ×(相对面不相邻)
📚 拓展阅读 · 包装里的数学
你拆快递时见的扁平纸箱,就是长方体的表面展开图。设计师要算准每个面的尺寸,让纸板用料最省、折叠后严丝合缝——这叫展开优化,是工业数学的一部分。古代没有纸箱,人们用竹编、木盒;现代“折叠纸盒”靠的正是对展开图的精确计算。甚至足球(由 32 块皮缝成)也有自己的“展开图”,只不过因为球是曲面,真正的展开会有微小褶皱——这正是拓扑学研究的有趣问题。
🧠 学法指导(记忆口诀)
口诀:沿棱剪开铺平成,表面展开记心中;正方体,十一型,相对面儿不相邻;田字凹字不能要,柱侧长方锥侧扇;展开长是周长,牢牢记心间。
易错提醒:判断能否折叠,先数面数、再看相对面是否相邻;圆柱展开长=底面周长不是直径;圆锥侧面是扇形不是三角形。
💡 易错速记卡
易错1 田字当展开图——错!不能折正方体。
易错2 圆柱展开长=直径——错!长=底面周长。
易错3 圆锥侧面=三角形——错!是扇形。
📊 本节知识树(要点归纳)
展开图=沿棱剪开铺平的平面图形;正方体有 11 种且相对面不相邻(田字、凹字不行);圆柱=两底圆+侧面长方形(长=底面周长);圆锥=底圆+侧面扇形(弧长=底面周长);判断能否折叠:数面数、查相对面、想象折叠。
🧭 本节思想方法
展开与折叠是可逆的两种视角:展开让我们看到立体的“全部门票”,折叠让我们从平面回到立体。做题时可在脑中“虚拟折叠”,重点盯住相对面是否不相邻——这是判断正方体展开图最快的诀窍。
✏️ 能力提升闯关(3题)
1. 正方体展开图中,相对的两个面在展开图里有什么规律?
2. 圆柱侧面展开长方形的长是底面周长还是底面直径?为什么?
3. 一个平面图形由 6 个正方形排成“2-2-2”形(三行每行 2 个错开),它能折成正方体吗?
✏️ 闯关参考答案
1. 相对面在展开图中一定不相邻(中间至少隔一个面)。
2. 底面周长;因为侧面展开后那条长边正好等于底面圆的圆周。
3. 能,2-2-2 型是正方体 11 种展开图之一。
学科网(北京)股份有限公司
$