2022年示范教案9.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 1.3 空间几何体的表面积与体积1.3.1 柱体、锥体、台体的表面积与体积 整体设计教学分析本节一开头的 “摸索 ” 从同学熟识的正方体和长方体的绽开图入手,分析绽开图与其表面 积的关系,目的有两个:其一,复习表面积的概念,即表面积是各个面的面积的和;其二,介绍求几何体表面积的方法,把它们展成平面图形,利用平面图形求面积的方法,求立体图形的表面积 . 接着,教科书支配了一个“探究 ” ,要求同学类比正方体、长方体的表面积,争论棱柱、棱锥、棱台的表面积问题,并通过例 1 进一步加深同学的熟识 .教学中可以引导同学争论得出:棱柱的绽开图是由平行四边
2、形组成的平面图形,棱锥的绽开图是由三角形组成的平面图形,棱台的展形图是由梯形组成的平面图形 .这样,求它们的表面积的问题就可转化为求平行四边形、三角形和梯形的面积问题 . 教科书通过 “ 摸索 ” 提出 “如何依据圆柱、圆锥的几何结构特点,求它们的表面积?”的问题.教学中可引导同学回忆圆柱、圆锥的形成过程及其几何特点,在此基础上得出圆柱的侧面可以绽开成为一个矩形,圆锥的侧面可以绽开成为一个扇形的结论,随后的有关圆台表面积问题的 “探究 ”,也可以依据这样的思路进行教学.值得留意的是,圆柱、圆锥、圆台都有统一的表面积公式,得出这些公式的关键是要分析清晰它们的底面半径、母线长与对应的侧面绽开图中的
3、边长之间的关系,教学中应当引导同学认真分析,在分别学习了圆柱、圆锥、圆台的表面积公式后,可以引导同学用运动、变化的观点分析它们之间的关系 .由于圆柱可看成上下两底面全等的圆台;圆锥可看成上底面半径为零的圆台,因此圆柱、 圆锥就可以看成圆台的特例 .这样,圆柱、圆锥的表面积公式就可以统一在圆台的表面积公式之下 . 关于体积的教学 .我们知道, 几何体占有空间部分的大小,叫做几何体的体积 .这里的 “ 大小” 没有比较大小的含义,而是要用详细的“数” 来定量的表示几何体占据了多大的空间,因此就产生了度量体积的问题 .度量体积时应知道:完全相同的几何体,它的体积相等;一 个几何体的体积等于它的各部分
4、体积的和 .体积相等的两个几何体叫做等积体 .相同的两个几何体肯定是等积体,但两个等积体不肯定相同 上的 . 柱体和锥体的体积运算,是常常要解决的问题.体积公式的推导是建立在等体积概念之.虽然有关公式同学已有所明白,但进一步明白这些公式的推导,有助于同学懂得和把握这些公式,为此,教科书支配了一个“探究 ”,要求同学摸索一下棱锥与等底等高的棱柱体积之间的关系 与圆锥之间的体积关系来得出结论 . .教学中,可以引导同学类比圆柱与争论表面积公式之间的关系类似,教科书在得出柱体、锥体、台体的体积公式后,安排了一个 “摸索 ”,目的是引导同学摸索这些公式之间的关系,建立它们之间的联系 .实际上,这几个公
5、式之间的关系,是由柱体、锥体和台体之间的关系打算的.这样,在台体的体积公式中,令 S=S,得柱体的体积公式;令 S=0,得锥体的体积公式 . 值得留意的是在教学过程中,要重视发挥摸索和探究等栏目的作用,培育同学的类比思维才能,引导同学发觉这些公式之间的关系,建立它们的联系.本节的重点应放在公式的应用上,防止显现:老师在公式推导过程中“蛮缠不止 ”,要留出 “空白 ”,让同学自己去摸索和解决问题 .假如有条件,可以借助于信息技术来展现几何体的绽开图.对于空间想象才能较差的同学,可以通过制作实物模型,经过操作确认来增强空间想象才能 . 三维目标1.明白柱体、锥体、台体的表面积和体积运算公式(不要求
6、记忆),提高同学的空间想象能名师归纳总结 力和几何直观才能,培育同学的应用意识,增加同学学习数学的爱好. 第 1 页,共 14 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2.把握简洁几何体的体积与表面积的求法,提高同学的运算才能,培育同学转化、化归以及 类比的才能 . 重点难点 教学重点:明白柱体、锥体、台体的表面积和体积运算公式及其应用 . 教学难点:表面积和体积运算公式的应用 . 课时支配1 课时 教学过程 导入新课 思路 1.在过去的学习中, 我们已经接触过一些几何体的面积和体积的求法及公式,哪些几何 体可以求出表面积和体积?(引导同学回忆,相互沟通,
7、 老师归类)几何体的表面积等于它 的绽开图的面积,那么,柱体、锥体、台体的侧面绽开图是怎样的?你能否运算?思路 2.被誉为世界七大奇迹之首的胡夫大金字塔,在1889 年巴黎埃菲尔铁塔落成前的四千多年的漫长岁月中,胡夫大金字塔始终是世界上最高的建筑物 .在四千多年前生产工具很落后的中古时代, 埃及人是怎样采集、搬运数量如此之多,每块又如此之重的巨石垒成如此宏伟的大金字塔,真是一个非常难解的谜.胡夫大金字塔是一个正四棱锥外形的建筑,塔底边长 230 米,塔高 146.5 米,你能运算建此金字塔用了多少石块吗?推动新课 新知探究 提出问题在中学,我们已经学习了正方体和长方体的表面积,以及它们的绽开图
8、(图 1),你 知道上述几何体的绽开图与其表面积的关系吗?正方体及其绽开图1 长方体及其绽开图2 图 1 棱柱、 棱锥、 棱台也是由多个平面图形围成的几何体,们的表面积?它们的绽开图是什么?如何运算它如何依据圆柱、圆锥的几何结构特点,求它们的表面积?联系圆柱、 圆锥的侧面绽开图,你能想象圆台侧面绽开图的外形,并且画出它吗?假如圆台的上、下底面半径分别是 r ,母线长为 l,你能运算出它的表面积吗?圆柱、圆锥和圆台的表面积之间有什么关系?活动: 同学争论和回忆长方体和正方体的表面积公式 . 同学摸索几何体的表面积的含义,老师提示就是求各个面的面积的和 . 让同学摸索圆柱和圆锥的侧面绽开图的外形
9、. 同学摸索圆台的侧面绽开图的外形 . 提示同学用动态的观点看待这个问题 . 争论结果: 正方体、 长方体是由多个平面图形围成的几何体,它们的表面积就是各个面的面积的和 .因此,我们可以把它们展成平面图形,利用平面图形求面积的方法,求立体图形的表面积 . 名师归纳总结 棱柱的侧面绽开图是平行四边形,其表面积等于围成棱柱的各个面的面积的和;棱锥的侧第 2 页,共 14 页面绽开图是由多个三角形拼接成的,其表面积等于围成棱锥的各个面的面积的和;棱台的侧- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 面绽开图是由多个梯形拼接成的,其表面积等于围成棱台的各个面的面积的和 .
10、 它们的表面积等于侧面积与底面积的和,利用它们的侧面绽开图来求得它们的侧面积,由于底面是圆面,其底面积直接应用圆的面积公式即得 锥的侧面绽开图是扇形 . .其中,圆柱的侧面绽开图是矩形,圆我们知道,圆柱的侧面绽开图是一个矩形(图 2).假如圆柱的底面半径为 r,母线长为 l,那么圆柱的底面面积为 r 2,侧面面积为 2 rl.因此,圆柱的表面积 S=2 r 2+2 rl=2 rr+l. 图 2 图 3 圆锥的侧面绽开图是一个扇形(图 3).假如圆锥的底面半径为 r,母线长为 l,那么它的表面积 S= r 2+ rl= rr+l. 点评: 将空间图形问题转化为平面图形问题,是解决立体几何问题基本
11、的、常用的方法 . 圆台的侧面绽开图是一个扇环(图4),它的表面积等于上、下两个底面的面积和加上侧面的面积,即S= r2+r 2+rl+rl.图 4 圆柱、圆锥、圆台侧面积的关系:圆柱和圆锥都可以看作是圆台退化而成的几何体.圆柱可以看作是上下底面全等的圆台,圆锥可看作是上底面退化成一点的圆台,观看它们的侧面积,不难发觉:S圆柱表=2 rr+l r 1 r 2 rS圆台表= r1l+r 2l+r 1 2+r2 2 r 1 0 , r 2 rS圆锥表= rr+l. 从上面可以很清晰地看出圆柱和圆锥的侧面积公式都可以看作由圆台侧面积公式演化而来 . 提出问题回忆长方体、 正方体和圆柱的体积公式,出柱
12、体的体积公式?比较柱体、锥体、台体的体积公式:V柱体=ShS 为底面积, h 为柱体的高 ;V锥体=1ShS 为底面积, h 为锥体的高 ;3你能将它们统一成一种形式吗?并依次类比1V台体= S SS S hS 分别为上、下底面积,h 为台体的高 . 3你能发觉三者之间的关系吗?柱体、锥体是否可以看作“ 特别 ” 的台体?其体积公式是否可以看作台体体积公式的“特别 ” 形式?活动: 让同学摸索和争论沟通长方体、正方体和圆柱的体积公式 . 让同学类比圆柱、圆锥和圆台的表面积的关系?争论结果:名师归纳总结 棱长为 a 的正方体的体积V=a3=a 2a=Sh;第 3 页,共 14 页- - - -
13、- - -精选学习资料 - - - - - - - - - 长方体的长、宽和高分别为a,b,c,其体积为V=abc=abc=Sh ;底面半径为r 高为 h 的圆柱的体积是V= r2h=Sh,可以类比,一般的柱体的体积也是V=Sh,其中 S 是底面面积, h 为柱体的高 . 圆锥的体积公式是 V= 1 Sh S 为底面面积, h 为高 ,它是同底等高的圆柱的体积的 1. 3 31 1棱锥的体积也是同底等高的棱柱体积的 ,即棱锥的体积 V= Sh S 为底面面积, h 为高 . 3 3由此可见,棱柱与圆柱的体积公式类似,都是底面面积乘高;棱锥与圆锥的体积公式类似,都是底面面积乘高的1. 3由于圆台
14、(棱台)是由圆锥(棱锥)截成的,因此可以利用两个锥体的体积差,得到圆台(棱台)的体积公式V=1 S + 3SS+Sh, .因其中 S,S 分别为上、下底面面积,h 为圆台(棱台)高. 留意:不要求推导公式,也不要求记忆. 柱体可以看作是上、下底面相同的台体,锥体可以看作是有一个底面是一个点的台体此柱体、锥体可以看作 “ 特别 ” 的台体 .当 S=0时,台体的体积公式变为锥体的体积公式;当 S=S时,台体的体积公式变为柱体的体积公式,因此,公式的 “特别 ”形式 . 柱体、 锥体的体积公式可以看作台体体积柱体和锥体可以看作由台体变化得到,柱体可以看作是上、下底面相同的台体,锥体可以看作是有一个
15、底面是一个点的台体,因此很简洁得出它们之间的体积关系 ,如图 5:图 5 应用示例思路 1例 1 已知棱长为a,各面均为等边三角形的四周体SABC (图 6),求它的表面积. 图 6活动: 回忆几何体的表面积含义和求法 . 分析: 由于四周体 SABC 的四个面是全等的等边三角形,所以四周体的表面积等于其中任何一个面面积的 4 倍.解: 先求 SBC 的面积,过点S 作 SD BC,交 BC 于点 D. 名师归纳总结 由于 BC=a,SD=2 SBBD2a2a23a, 第 4 页,共 14 页22- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 所以 S SBC=1B
16、C SD=1a3a3a2. 2224因此,四周体SABC 的表面积 S=43a23a2. 4. 点评: 此题主要考查多面体的表面积的求法变式训练1.已知圆柱和圆锥的高、底面半径均分别相等.如圆柱的底面半径为r,圆柱侧面积为S,求圆锥的侧面积 .解: 设圆锥的母线长为l,由于圆柱的侧面积为S,圆柱的底面半径为r,即 S 圆柱侧 =S,依据圆柱的侧面积公式可得:圆柱的母线(高)长为S,由题意得圆锥的高为S,又圆锥2r2r的底面半径为r,依据勾股定理,圆锥的母线长l=r2S2,依据圆锥的侧面积公式2r得S圆锥侧 = rl= r r2S242r4S2. 2r22.两个平行于圆锥底面的平面将圆锥的高分成
17、相等的三段,的比是()那么圆锥被分成的三部分的体积A.1 23 B.1719 C.345 D.1927 分析: 由于圆锥的高被分成的三部分相等,所以两个截面的半径与原圆锥底面半径之比为123,于是自上而下三个圆锥的体积之比为3r2h32r22h33r23h=1 827,所以圆锥被分成的三部分的体积之比为 答案: B 1( 81)( 278)=1719. 3.三棱锥 VABC 的中截面是A 1B1C1,就三棱锥 VA 1B1C1 与三棱锥 AA 1BC 的体积之比是()A.1 2 B.14 C.16 D.1 8 分析: 中截面将三棱锥的高分成相等的两部分,所以截面与原底面的面积之比为 14,将三
18、棱锥 AA 1BC 转化为三棱锥 A 1ABC ,这样三棱锥 VA 1B 1C1与三棱锥 A1ABC 的高相等,底面积之比为 1 4,于是其体积之比为 1 4. 答案: B 例 2 如图 7,一个圆台形花盆盆口直径为 20 cm,盆底直径为 15 cm,底部渗水圆孔直径为 1.5 cm,盆壁长为 15 cm.为了美化花盆的外观,需要涂油漆 .已知每平方米用 100 毫升油漆,涂 100 个这样的花盆需要多少毫升油漆?( 取 3.14,结果精确到 1 毫升,可用计算器)名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图 7活动:
19、同学摸索和争论如何转化为数学问题.只要求出每个花盆外壁的表面积,就可以求出油漆的用量 .而花盆外壁的表面积等于花盆的侧面积加上底面积,再减去底面圆孔的面积20.解:如图 7,由圆台的表面积公式得一个花盆外壁的表面积S=152151515222- 1.52 1 000cm 2=0.1m2. 2涂 100 个这样的花盆需油漆:0.1 100 100=1 000(毫升) . 答:涂 100 个这样的花盆需要1 000 毫升油漆 . 点评: 此题主要考查几何体的表面积公式及其应用. 变式训练1.有位油漆工用一把长度为50 cm,横截面半径为10 cm 的圆柱形刷子给一块面积为10 m2的木板涂油漆,
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