空間幾何體
二、教學(xué)目標(biāo): 1,、認(rèn)識柱,、錐,、臺、球及其簡單組合體的結(jié)構(gòu)特征,,并能運用這些特征描述現(xiàn)實世界中簡單物體的結(jié)構(gòu),,了解柱、錐,、臺,、球的概念。 2,、了解畫立體圖形三視圖的原理,,并能畫出簡單幾何圖形(長方體、球,、圓柱,、圓錐、棱柱等簡易組合)的三視圖,。能識別上述三視圖所表示的立體模型,,會用斜二測法畫出立體圖形的直觀圖。 3,、掌握棱柱,、棱錐、棱臺,、圓柱,、圓錐、圓臺的表面積及體積計算公式,,能直觀感知空間幾何體的展開圖的形狀,,并能初步運用于實際問題之中。
三,、知識要點 (一)棱柱,、棱錐、棱臺 1,、棱柱的性質(zhì): 棱柱的兩個底面是全等的多邊形,,且對應(yīng)邊互相平行,側(cè)面都是平行四邊形. 2,、棱錐的特點:底面是多邊形,,各側(cè)面是有一個公共頂點的三角形。 3,、棱臺: 用一個平行于棱錐底面的平面去截棱錐,,底面與截面之間的部分是棱臺。 (1)側(cè)面是梯形. (2)兩底是相似多邊形.
(二)圓柱,、圓錐,、圓臺 將矩形、直角三角形,、直角梯形分別繞著它的一邊,、一直角邊、垂直于底邊的腰所在的直線旋轉(zhuǎn)一周,,形成的幾何體分別叫做圓柱,、圓錐、圓臺,。這條線叫做軸,,垂直于軸的邊旋轉(zhuǎn)而成的圓面叫做底面,不垂直于軸的邊旋轉(zhuǎn)而成的曲面叫做側(cè)面,,無論旋轉(zhuǎn)到什么位置這條邊都叫做母線,。
圓柱的特點: (1)兩底互相平行且相等,平行底的截面是與底相等的圓. (2)所有的母線都相等且平行,,并與底垂直. (3)通過軸的截面是以底為直徑和母線為鄰邊的矩形(叫做圓柱的軸截面). 圓錐的特點: (1)所有母線都相等. (2)通過軸的截面是以母線為腰,、底圓直徑為底的等腰三角形(叫做圓錐的軸截面). 圓臺的特點: 通過軸的截面是以上、下底直徑為底,、母線為腰的等腰梯形. 4,、球 以半圓的直徑所在直線為旋轉(zhuǎn)軸,半圓面旋轉(zhuǎn)一周形成的幾何體.
(三)重要概念:三視圖 畫物體的三視圖時,,要符合如下原則: 位置:正視圖 側(cè)視圖 俯視圖 大?。洪L對正,高平齊,,寬相等
(四)斜二測畫法 水平放置圖形斜二測畫法規(guī)則: (1)在已知圖形中取互相垂直的x軸,、y軸.畫直觀圖時,把它畫成對應(yīng)的x′軸,、y′軸,,使∠x′O′y′=45°(或135°).它們確定的平面表示水平平面. (2)已知圖形中平行于x軸或y軸的線段,在直觀圖中分別畫成平行于x′軸或y′軸的線段. (3)已知圖形中平行于x軸的線段,,在直觀圖中保持原長度不變,;平行于y軸的線段,長度為原來的一半.”
(五)表面積公式 1,、S直棱柱側(cè)=ch其中c為棱柱的底面周長,,h為直棱柱的高。 2,、S正棱錐側(cè)=ch′(其中c為棱錐底面周長,,h’為側(cè)面等腰三角形底邊上的高--斜高) 3、S正棱臺側(cè)=(c + c′)h′ 4,、 5,、 6,、
(六)體積公式
【典型例題】 例1、選擇題 (1)如果一個水平放置的圖形的斜二測直觀圖是一個底面為45°,,腰和上底均為1的等腰梯形,,那么原平面圖形的面積是( ) A、 B,、 C,、 D、 (2)半徑為R的半圓卷成一個圓錐,,則它的體積為( ) A,、 B,、 C,、 D,、 (3)一個棱柱是正四棱柱的條件是 A、底面是正方形,,有兩個側(cè)面是矩形 B,、底面是正方形,有兩個側(cè)面垂直于底面 C,、底面是菱形,,且有一個頂點處的三條棱兩兩垂直 D、每個側(cè)面都是全等矩形的四棱柱 (4)有一個幾何體的三視圖如下圖所示,,這個幾何體應(yīng)是一個
A,、棱臺 B、棱錐 C,、棱柱 D,、都不對 答案:(1)A (2)A (3)D (4)A
例2、填空題 (1)已知棱臺的上下底面面積分別為4,,16,,高為3,則該棱臺的體積為___________,。 (2)一個棱柱至少有 個面,,面數(shù)最少的一個棱錐有 個頂點,頂點最少的一個棱臺有__________條側(cè)棱,。 (3)正方體ABCD-A1B1C1D1 中,,O是上底面ABCD中心,若正方體的棱長為a,,則三棱錐O-AB1D1的體積為_____________,。 (4)等體積的球和正方體,它們的表面積的大小關(guān)系是________,。 (5)圖(1)為長方體積木塊堆成的幾何體的三視圖,,此幾何體共由________塊木塊堆成,;圖(2)中的三視圖表示的實物為____________。
答案:(1)28 (2)5,、4,、3 (3) (4)< (5)4 圓錐
例3、已知圓臺的上下底面半徑分別是2,、5,,且側(cè)面面積等于兩底面面積之和,,求該圓臺的母線長,。 解:設(shè)圓臺的母線長為,則 圓臺的上底面面積為 圓臺的下底面面積為 所以圓臺的底面面積為 又圓臺的側(cè)面積 于是7πl=29π 即為所求
例4,、一塊邊長為10cm的正方形鐵片按如圖所示的陰影部分裁下,,然后用余下的四個全等的等腰三角形加工成一個正四棱錐形容器,試建立容器的容積與的函數(shù)關(guān)系式,,并求出函數(shù)的定義域,。 解:如圖,設(shè)所截等腰三角形的底邊邊長為.
在Rt△EOF中,, ,, 所以, 于是 依題意函數(shù)的定義域為
例5,、已知兩個幾何體的三視圖如下,,試求它們的表面積和體積。單位:cm,。
解:(1)圖(1)中的幾何體可看成是一個底面為直角梯形的直棱柱,。直角梯形的上底為1,下底為2,,高為1,;棱柱的高為1??汕蟮弥苯翘菪蔚乃臈l邊的長度為1,,1,2,,,。 所以此幾何體的體積
(2)由圖可知此正三棱柱的高為2,底面正三角形的高為,,可求得底面邊長為4,。 所以
【模擬試題】 1、在棱長為1的正方體上,,分別用過共頂點的三條棱中點的平面截該正方形,,則截去8個三棱錐后,,剩下的幾何體的體積是( ) A、 B,、 C,、 D、 2,、長方體的一個頂點上三條棱長分別是3,、4、5,,且它的8個頂點都在同一球面上,,則這個球的表面積是 A、 B,、 C,、 D、都不對 3,、正方體的內(nèi)切球和外接球的半徑之比為( ) A、 B,、 C,、D、 4,、如圖,,在△ABC中,AB=2,,BC=1.5,,∠ABC=120°,若使其繞直線BC旋轉(zhuǎn)一周,,則所形成的幾何體的體積是 A、 B,、 C,、 D、
5,、如圖,E、F分別為正方體的面,、面的中心,則四邊形在該正方體的面上的射影可能是___________,。
6,、圓臺的較小底面半徑為1,母線長為2,,一條母線和底面的一條半徑有交點且成60度角,,則圓臺的側(cè)面積為 。 7,、中,,,將三角形繞直角邊旋轉(zhuǎn)一周所成的幾何體的體積為_____________,。 8,、一個正四棱臺形狀的油槽,,可以裝油,假如它的兩底面邊長分別等于和,,求它的深度為多少,? 9、養(yǎng)路處建造圓錐形倉庫用于貯藏食鹽(供融化高速公路上的積雪之用),,已建的倉庫的底面直徑為12m,,高4m。養(yǎng)路處擬建一個更大的圓錐形倉庫,,以存放更多食鹽?,F(xiàn)有兩種方案:一是新建的倉庫的底面直徑比原來大4m(高不變);二是高度增加4m(底面直徑不變),。 (1)分別計算按這兩種方案所建的倉庫的體積,; (2)分別計算按這兩種方案所建的倉庫的表面積; (3)哪個方案更經(jīng)濟(jì)些,? 【試題答案】 1,、D 2、B 3,、D 4,、D 5、②③ 6,、6 7,、 8、解:由題意有
∴ 9,、解:(1)如果按方案一,,倉庫的底面直徑變成16m,,則倉庫的體積
如果按方案二,倉庫的高變成8m,,則倉庫的體積
(2)如果按方案一,,倉庫的底面直徑變成16M,半徑為8M. 棱錐的母線長為 則倉庫的表面積
如果按方案二,,倉庫的高變成8M. 棱錐的母線長為 則倉庫的表面積
(3)
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