人教版高中数学必修2教案.doc
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1、精品文档 讲义1: 空 间 几 何 体 一、教学要求:通过实物模型,观察大量的空间图形,认识柱体、锥体、台体、球体及简单组合体的结构特征,并能运用这些特征描述现实生活中简单物体的结构.二、教学重点:让学生感受大量空间实物及模型,概括出柱体、锥体、台体、球体的结构特征.三、教学难点:柱、锥、台、球的结构特征的概括.四、教学过程:一、新课导入:1. 导入:进入高中,在必修的第一、二章中,将继续深入研究一些空间几何图形,即学习立体几何,注意学习方法:直观感知、操作确认、思维辩证、度量计算.二、讲授新课:1. 教学棱柱、棱锥的结构特征:、讨论:给一个长方体模型,经过上、下两个底面用刀垂直切,得到的几何
2、体有哪些公共特征?把这些几何体用水平力推斜后,仍然有哪些公共特征?、定义:有两个面互相平行,其余各面都是四边形,且每相邻两个四边形的公共边都互相平行,由这些面所围成的几何体叫棱柱. 列举生活中的棱柱实例三棱镜、方砖、六角螺帽. 结合图形认识:底面、侧面、侧棱、顶点、高、对角面、对角线.、分类:以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱柱、四棱柱、五棱柱等. 表示:棱柱ABCDE-ABCDE、讨论:埃及金字塔具有什么几何特征?、定义:有一个面是多边形,其余各面都是有一个公共顶点的三角形,由这些面所围成的几何体叫棱锥.结合图形认识:底面、侧面、侧棱、顶点、高. 讨论:棱锥如何分类及表示?、讨论:棱柱
3、、棱锥分别具有一些什么几何性质?有什么共同的性质?棱柱:两底面是对应边平行的全等多边形;侧面、对角面都是平行四边形;侧棱平行且相等;平行于底面的截面是与底面全等的多边形棱锥:侧面、对角面都是三角形;平行于底面的截面与底面相似,其相似比等于顶点到截面距离与高的比的平方.2. 教学圆柱、圆锥的结构特征: 讨论:圆柱、圆锥如何形成? 定义:以矩形的一边所在的直线为轴旋转,其余三边旋转所成的曲面所围成的几何体叫圆柱;以直角三角形的一条直角边为旋转轴,其余两边旋转所成的曲面所围成的几何体叫圆锥. 结合图形认识:底面、轴、侧面、母线、高. 表示方法 讨论:棱柱与圆柱、棱柱与棱锥的共同特征? 柱体、锥体.
4、观察书P2假设干图形,找出相应几何体;三、稳固练习: 1. 圆锥的轴截面等腰三角形的腰长为 5cm,面积为12cm,求圆锥的底面半径.2.圆柱的底面半径为3cm,轴截面面积为24cm,求圆柱的母线长.3.正四棱锥的底面积为46,侧面等腰三角形面积为6,求正四棱锥侧棱.四、 教学棱台与圆台的结构特征: 讨论:用一个平行于底面的平面去截柱体和锥体,所得几何体有何特征? 定义:用一个平行于棱锥底面的平面去截棱锥,截面和底面之间的局部叫做棱台;用一个平行于圆锥底面的平面去截圆锥,截面和底面之间的局部叫做圆台. 结合图形认识:上下底面、侧面、侧棱母线、顶点、高. 讨论:棱台的分类及表示? 圆台的表示?圆
5、台可如何旋转而得? 讨论:棱台、圆台分别具有一些什么几何性质? 棱台:两底面所在平面互相平行;两底面是对应边互相平行的相似多边形;侧面是梯形;侧棱的延长线相交于一点. 圆台:两底面是两个半径不同的圆;轴截面是等腰梯形;任意两条母线的延长线交于一点;母线长都相等. 讨论:棱、圆与柱、锥、台的组合得到6个几何体. 棱台与棱柱、棱锥有什么关系?圆台与圆柱、圆锥有什么关系? 以台体的上底面变化为线索2教学球体的结构特征: 定义:以半圆的直径所在直线为旋转轴,半圆面旋转一周形成的几何体,叫球体.结合图形认识:球心、半径、直径. 球的表示. 讨论:球有一些什么几何性质? 讨论:球与圆柱、圆锥、圆台有何关系
6、?旋转体棱台与棱柱、棱锥有什么共性?多面体3. 教学简单组合体的结构特征: 讨论:矿泉水塑料瓶由哪些几何体构成?灯管呢? 定义:由柱、锥、台、球等几何结构特征组合的几何体叫简单组合体. 4. 练习:圆锥底面半径为cm,高为cm,其中有一个内接正方体,求这个内接正方体的棱长. 补充平行线分线段成比例定理五、稳固练习:1. 长方体的长、宽、高之比为4312,对角线长为26cm, 那么长、宽、高分别为多少?2. 棱台的上、下底面积分别是25和81,高为4,求截得这棱台的原棱锥的高3. 假设棱长均相等的三棱锥叫正四面体,求棱长为a的正四面体的高.例题:用一个平行于圆锥底面的平面去截这个圆锥,截得的圆台
7、的上、下底面的半径的比是1:4,截去的圆锥的母线长为3厘米,求此圆台的母线之长。解:考查其截面图,利用平行线的成比例,可得所求为9厘米。 例题2:三棱台ABCABC 的上、下两底均为正三角形,边长分别为3和6,平行于底面的截面将侧棱分为1:2两局部,求截面的面积。4 圆台的上、下度面半径分别为6和12,平行于底面的截面分高为2:1两局部,求截面的面积。100 解决台体的平行于底面的截面问题,还台为锥是行之有效的一种方法。 讲义2、空间几何体的三视图和直视图 一、教学要求:能画出简单几何体的三视图;能识别三视图所表示的空间几何体. 掌握斜二测画法;能用斜二测画法画空间几何体的直观图.二、教学重点
8、:画出三视图、识别三视图.三、教学难点:识别三视图所表示的空间几何体.四、教学过程:(一)、新课导入:1. 讨论:能否熟练画出上节所学习的几何体?工程师如何制作工程设计图纸?2. 引入:从不同角度看庐山,有古诗:“横看成岭侧成峰,远近上下各不同。不识庐山真面目,只缘身在此山中。 对于我们所学几何体,常用三视图和直观图来画在纸上.三视图:观察者从不同位置观察同一个几何体,画出的空间几何体的图形;直观图:观察者站在某一点观察几何体,画出的空间几何体的图形. 用途:工程建设、机械制造、日常生活.(二)、讲授新课:1. 教学中心投影与平行投影: 投影法的提出:物体在光线的照射下,就会在地面或墙壁上产生
9、影子。人们将这种自然现象加以的抽象,总结其中的规律,提出了投影的方法。 中心投影:光由一点向外散射形成的投影。其投影的大小随物体与投影中心间距离的变化而变化,所以其投影不能反映物体的实形. 平行投影:在一束平行光线照射下形成的投影. 分正投影、斜投影. 讨论:点、线、三角形在平行投影后的结果.2. 教学柱、锥、台、球的三视图: 定义三视图:正视图光线从几何体的前面向后面正投影;侧视图从左向右、俯视图 讨论:三视图与平面图形的关系? 画出长方体的三视图,并讨论所反响的长、宽、高 结合球、圆柱、圆锥的模型,从正面自前而后、侧面自左而右、上面自上而下三个角度,分别观察,画出观察得出的各种结果. 正视
10、图、侧视图、俯视图. 试画出:棱柱、棱锥、棱台、圆台的三视图. 讨论:三视图,分别反响物体的哪些关系上下、左右、前后?哪些数量长、宽、高正视图反映了物体上下、左右的位置关系,即反映了物体的高度和长度;俯视图反映了物体左右、前后的位置关系,即反映了物体的长度和宽度;侧视图反映了物体上下、前后的位置关系,即反映了物体的高度和宽度。 讨论:根据以上的三视图,如何逆向得到几何体的形状. 试变化以上的三视图,说出相应几何体的摆放3. 教学简单组合体的三视图: 画出教材P16 图2、3、(4)的三视图. 从教材P16思考中三视图,说出几何体.4. 练习: 画出正四棱锥的三视图. 画出右图所示几何体的三视图
11、. 右图是一个物体的正视图、左视图和俯视图,试描述该物体的形状. (三)复习稳固、1. 何为三视图?正视图:自前而后;侧视图:自左而右;俯视图:自上而下2.定义直观图表示空间图形的平面图. 观察者站在某一点观察几何体,画出的图形.把空间图形画在平面内,画得既富有立体感,又能表达出图形各主要局部的位置关系和度量关系的图形(四)、讲授新课:1. 教学水平放置的平面图形的斜二测画法: 讨论:水平放置的平面图形的直观感觉?以六边形为例讨论. 给出斜二测画法规那么:建立直角坐标系,在水平放置的平面图形中取互相垂直的OX,OY,建立直角坐标系;画出斜坐标系,在画直观图的纸上平面上画出对应的OX,OY,使=
12、450或1350,它们确定的平面表示水平平面;画对应图形,在图形平行于X轴的线段,在直观图中画成平行于X轴,且长度保持不变;在图形平行于Y轴的线段,在直观图中画成平行于Y轴,且长度变为原来的一半;擦去辅助线,图画好后,要擦去X轴、Y轴及为画图添加的辅助线虚线。 出例如1 用斜二测画法画水平放置的正六边形. 师生共练,注意取点、变与不变 小结:画法步骤 练习: 用斜二测画法画水平放置的正五边形.讨论:水平放置的圆如何画?正等测画法;椭圆模板2. 教学空间图形的斜二测画法: 讨论:如何用斜二测画法画空间图形? 出例如2 用斜二测画法画长4cm、宽3cm、高2cm的长方体的直观图. 师生共练,建系取
13、点连线,注意变与不变; 小结:画法步骤 出例如3 教材P20根据三视图,用斜二测画法画它的直观图. 讨论:几何体的结构特征? 根本数据如何反响? 师生共练:用斜二测画法画图,注意正确把握图形尺寸大小的关系 讨论:如何由三视图得到直观图?又如何由直观图得到三视图? 空间几何体的三视图与直观图有密切联系. 三视图从细节上刻画了空间几何体的结构,根据三视图可以得到一个精确的空间几何体,得到广泛应用零件图纸、建筑图纸. 直观图是对空间几何体的整体刻画,根据直观图的结设想象实物的形象.正视图俯视图左视图3. 练习: 探究P21 奖杯的三视图到直观图. (五)、稳固练习:1. 练习:P21 15题2. 右
14、图是一个几何体的三视图,请作出其直观图.3. 画出一个正四棱台的直观图.尺寸:上、下底面边长2cm、4cm; 高3cm (六)高考题:1(2007广东文) 某几何体的俯视图是如图5所示的矩形,正视图(或称主视图)是一个底边长为8、高为4的等腰三角形,侧视图(或称左视图)是一个底边长为6、高为4的等腰三角形 (1)求该几何体的体积V; (2)求该几何体的侧面积S解: 由可得该几何体是一个底面为矩形,高为4,顶点在底面的射影是矩形中心的四棱锥V-ABCD ;(1) (2) 该四棱锥有两个侧面VAD. VBC是全等的等腰三角形,且BC边上的高为 , 另两个侧面VAB. VCD也是全等的等腰三角形,A
15、B边上的高为 ;因此 正方形圆锥三棱台正四棱锥(2007年山东高考)3以下几何体各自的三视图中,有且仅有两个视图相同的是 D ABCD 讲义3:空间几何体的外表积和体积 一、教学要求:了解柱、锥、台的外表积计算公式;能运用柱锥台的外表积公式进行计算和解决有关实际问题.二、教学重点:运用公式解决问题.三、教学难点:理解计算公式的由来.四、教学过程:(一)、复习准备:1. 讨论:正方体、长方体的侧面展开图? 正方体、长方体的外表积计算公式?2. 讨论:圆柱、圆锥的侧面展开图? 圆柱的侧面积公式?圆锥的侧面积公式?(二)、1. 教学外表积计算公式的推导: 讨论:如何求棱柱、棱锥、棱台等多面体的外表积
16、?展开成平面图形,各面面积和 练习:求各面都是边长为10的等边三角形的正四面体S-ABC的外表积. 一个三棱柱的底面是正三角形,边长为4,侧棱与底面垂直,侧棱长10,求其外表积. 讨论:如何求圆柱、圆锥、圆台的侧面积及外表积?图侧表圆柱:侧面展开图是矩形,长是圆柱底面圆周长,宽是圆柱的高母线, S=2,S=2,其中为圆柱底面半径,为母线长。圆锥:侧面展开图为一个扇形,半径是圆锥的母线,弧长等于圆锥底面周长,侧面展开图扇形中心角为,S=, S=,其中为圆锥底面半径,为母线长。圆台:侧面展开图是扇环,内弧长等于圆台上底周长,外弧长等于圆台下底周长,侧面展开图扇环中心角为,S=,S=. 练习:一个圆
17、台,上、下底面半径分别为10、20,母线与底面的夹角为60,求圆台的外表积. 变式:求切割之前的圆锥的外表积2. 教学外表积公式的实际应用: 出例如:一圆台形花盆,盘口直径20cm,盘底直径15cm,底部渗水圆孔直径,盘壁长15cm. 为美化外表而涂油漆,假设每平方米用100毫升油漆,涂200个这样的花盘要多少油漆? 讨论:油漆位置? 如何求花盆外壁外表积? 列式 计算 变式训练:内外涂 练习:粉碎机的上料斗是正四棱台性,它的上、下底面边长分别为80mm、440mm,高是200mm, 计算制造这样一个下料斗所需铁板的面积. (三)、稳固练习:1. 底面为正方形,侧棱长均是边长为5的正三角形的四
18、棱锥S-ABCD,求其外表积.2. 圆台的上下两个底面半径为10、20, 平行于底面的截面把圆台侧面分成的两局部面积之比为1:1,求截面的半径. 变式:r、R;比为p:q3. 假设一个圆锥的轴截面是等边三角形,其面积为,求这个圆锥的外表积.*4. 圆锥的底面半径为2cm,高为4cm,求圆锥的内接圆柱的侧面积的最大值.5. 面积为2的菱形,绕其一边旋转一周所得几何体的外表积是多少? (四)、1. 教学柱锥台的体积计算公式: 讨论:等底、等高的棱柱、圆柱的体积关系?祖暅(gng,祖冲之的儿子)原理,教材P34 根据正方体、长方体、圆柱的体积公式,推测柱体的体积计算公式? 给出柱体体积计算公式: S
19、为底面面积,h为柱体的高 讨论:等底、等高的圆柱与圆锥之间的体积关系? 等底等高的圆锥、棱锥之间的体积关系? 根据圆锥的体积公式公式,推测锥体的体积计算公式? 给出锥体的体积计算公式: S为底面面积,h为高 讨论:台体的上底面积S,下底面积S,高h,由此如何计算切割前的锥体的高? 如何计算台体的体积? 给出台体的体积公式: S,分别上、下底面积,h为高 r、R分别为圆台上底、下底半径 比拟与发现:柱、锥、台的体积计算公式有何关系?从锥、台、柱的形状可以看出,当台体上底缩为一点时,台成为锥;当台体上底放大为与下底相同时,台成为柱。因此只要分别令S=S和S=0便可以从台体的体积公式得到柱、锥的相应
20、公式。从而锥、柱的公式可以统一为台体的体积公式 讨论:侧面积公式是否也正确? 圆柱、圆锥、圆台的侧面积和体积公式又可如何统一?(五)1. 教学体积公式计算的运用: 出例如:一堆铁制六角螺帽,共重, 底面六边形边长12mm,内空直径10mm,高10mm,估算这堆螺帽多少个?铁的密度/cm3 讨论:六角螺帽的几何结构特征? 如何求其体积? 利用哪些数量关系求个数? 练习:将假设干毫升水倒入底面半径为2cm的圆柱形容器中,量得水面高度为6cm;假设将这些水倒入轴截面是正三角形的倒圆锥形容器中,求水面的高度. (六)、稳固练习:1. 把三棱锥的高分成三等分,过这些分点且平行于三棱锥底面的平面,把三棱锥
21、分成三局部,求这三局部自上而下的体积之比。2. 圆锥的侧面积是底面积的2倍,它的轴截面的面积为4,求圆锥的体积.*3. 高为12cm的圆台,它的中截面面积为225cm2,体积为2800cm3,求它的侧面积。4. 仓库一角有谷一堆,呈1/4圆锥形,量得底面弧长,母线长,这堆谷多重?720kg/m3(七)、1. 教学球的外表积及体积计算公式: 讨论:大小变化的球,其体积、外表积与谁有关? 给出公式: V= ; S=4R2. R为球的半径讨论:公式的特点;球面是否可展开为一个平面图形?证明的根本思想是:“分割求体积和求极限求得结果,以后的学习中再证明球的公式 出例如:圆柱的底面直径与高都等于球的直径
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