球的表面积与体积及习题课件.pptx

1、正六棱柱的侧面展开图是什么？如何计算它的表面积？正棱柱的侧面展开图ha第1页/共46页正五棱锥的侧面展开图是什么？如何计算它的表面积？侧面展开正棱锥的侧面展开图第2页/共46页正四棱台的侧面展开图是什么？如何计算它的表面积？侧面展开hh正棱台的侧面展开图第3页/共46页 棱柱、棱锥、棱台都是由多个平面图形围成的几何体，它们的侧面展开图还是平面图形，计算它们的表面积就是计算它的各个侧面面积和底面面积之和h第4页/共46页OOr)(2222lrrrlrS圆柱表面积lr2圆柱的侧面展开图是矩形S侧=2 rl第5页/共46页圆锥的侧面展开图是扇形)(2lrrrlrS圆锥表面积r2lOr122rlS侧=

2、rl第6页/共46页 参照圆柱和圆锥的侧面展开图，试想象圆台的侧面展开图是什么)(22rllrrrS圆台表面积r2lOrO r2 r圆台的侧面展开图是扇环S侧S侧=12 22rr l rr l rr l第7页/共46页lOrO rlOrlOOr)(2lrrS柱)(lrrS锥)(22rllrrrS台 圆柱、圆锥、圆台三者的表面积公式之间有什么关系？这种关系是巧合还是存在必然联系？rrr0第8页/共46页 棱柱、棱锥和棱台的体积公式：v=当s=s时为棱柱体积公式v=sh.当s=0为棱锥体积公式v=.13sh13h ss ss第9页/共46页怎样求球的体积怎样求球的体积?第10页/共46页h实验：排

3、液法测小球的体积实验：排液法测小球的体积第11页/共46页h实验：排液法测小球的体积实验：排液法测小球的体积第12页/共46页h实验：排液法测小球的体积实验：排液法测小球的体积第13页/共46页h实验：排液法测小球的体积实验：排液法测小球的体积第14页/共46页h实验：排液法测小球的体积实验：排液法测小球的体积第15页/共46页h实验：排液法测小球的体积实验：排液法测小球的体积第16页/共46页h实验：排液法测小球的体积实验：排液法测小球的体积第17页/共46页hH 实验：排液法测小球的体积实验：排液法测小球的体积曹冲称象第18页/共46页假设将圆n等分，则n=6n=12A1A2OA2A1An

4、OpA3回顾圆面积公式的推导回顾圆面积公式的推导第19页/共46页 割割 圆圆 术术 早在公元三世纪，我国数学家刘徽为推导圆的面积公式而发明了“倍边法割圆术”。他用加倍的方式不断增加圆内接正多边形的边数，使其面积与圆的面积之差更小，即所谓“割之弥细，所失弥小”。这样重复下去，就达到了“割之又割，以至于不可再割，则与圆合体而无所失矣”。这是世界上最早的“极限”思想。第20页/共46页已知球的半径为已知球的半径为R,R,用用R R表示球的体积表示球的体积.AOB2C22.球的体积球的体积AO第21页/共46页OROA球的体积球的体积第22页/共46页定理:半径是R的球的体积第23页/共46页R高等

5、于底面半径的旋转体体积对比阅读材料以及思考题第24页/共46页1.球的直径伸长为原来的2倍,体积变为原来的几倍?2.一个正方体的顶点都在球面上,它的棱长是4cm,求这个球的体积.8倍A AB BC CD DD D1 1C C1 1B B1 1A A1 1O O第25页/共46页 钢球直径是5cm,.把钢球放入一个正方体的有盖纸盒中把钢球放入一个正方体的有盖纸盒中,至至少要用多少纸少要用多少纸?用料最省时用料最省时,球与正方体有什么位置关系球与正方体有什么位置关系?球内切于正方体226 5150Scm全侧棱长为5cm第26页/共46页两个几何体相（内）切:一个几何体的各个面与另一个几何体的各面相

6、切.O OE EO O1 1P PO OD DC CB BA A第27页/共46页两个几何体相接:一个几何体的所有顶点都 在另一个几何体的表面上A AB BC CD DD D1 1C C1 1B B1 1A A1 1O OOBDA1OMR第28页/共46页 球面不能展开成平面图形，所以球面不能展开成平面图形，所以求球的表面积无法用展开图求出，求球的表面积无法用展开图求出，如何求球的表面积公式呢如何求球的表面积公式呢?回忆球的体积公式的推导方法回忆球的体积公式的推导方法,得得到启发，可以借助极限思想方法来推到启发，可以借助极限思想方法来推导球的表面积公式。导球的表面积公式。3.球的表面积球的表面

7、积第29页/共46页球面：半圆以它的直径为旋转轴，旋转所成的曲面。球(即球体):):球面所围成的几何体。它包括球面和球面所包围的空间。半径是半径是R R的球的体积：的球的体积：第30页/共46页球的表面积球的表面积第31页/共46页第第一一步：步：分分割割球面被分割成n n个网格，表面积分别为：则球的体积为：O OO O球的表面积球的表面积34133RsR第32页/共46页定理 半径是 的球的表面积：球的表面积是大圆面积的4倍R第33页/共46页1、地球和火星都可以看作近似球体，地球半径约为6370km，火星的直径约为地球的一半。(1)求地球的表面积和体积；(2)火星的表面积约为地球表面积的几

8、分之几？体积呢？V地球=433=433=4212(km3)S地球=428(km2)解：（1）（2）V火V地=43火343地3=R火3R地3=(12R地)3R地3=18S火S地=4 火24 地2=R火2R地2=(12R地)2R地2=14第34页/共46页例1.1.如图,圆柱的底面直径与高都等于球的直径,求证:(1)(1)球的表面积等于圆柱的侧面积.(2)(2)球的表面积等于圆柱全面积的三分之二.O O证明:R R(1)(1)设球的半径为R,R,得:则圆柱的底面半径为R,R,高为2R.2R.(2)(2)222624RRRS圆柱全圆柱全Q第35页/共46页例2.2.如图，已知球O O的半径为R,R,

9、正方体ABCD-AABCD-A1 1B B1 1C C1 1D D1 1的棱长 为a,a,它的各个顶点都在球O O的球面上，求证：A AB BC CD DD D1 1C C1 1B B1 1A A1 1O OA AB BC CD DD D1 1C C1 1B B1 1A A1 1O O分析：正方体内接于球，则由球和正方体都是中心对称图形可知，它们中心重合，则正方体对角线与球的直径相等。略解：变题1.1.如果球O O切于这个正方体的六个面，则有R=R=。第36页/共46页 (1)(1)若球的表面积变为原来的2 2倍,则半径变为原来的倍。(2)(2)若球的半径变为原来的2 2倍，则表面积变为原来的

10、倍。(3)(3)若两球表面积之比为1:21:2，则其体积之比是。(4)(4)若两球体积之比是1:21:2，则其表面积之比是。(5)(5)若两球表面积之差为48,48,它们大圆周长之和为12,12,则两球的直径之差为。题组一:第37页/共46页题组二:1、一个四面体的所有的棱都为 ，四个顶点在同一球面上，则此球的表面积（）A 3B 4C D 62、若正四体的棱长都为6，内有一球与四个面都相切。求球的表面积。第38页/共46页1、一个四面体的所有的棱都为 ，四个顶点在同一球面上，则此球的表面积（）A 3B 4C D 6C 解：设四面体为ABCD，为其外接球心。球半径为R，O为A在平面BCD上的射影

11、，M为CD的中点。连结BAOBDAMR第39页/共46页1、一个四面体的所有的棱都为 ，四个顶点在同一球面上，则此球的表面积（）A 3B 4C D 6D1C1B1A1DCBA 解法2 构造棱长为1的正方体，如图。则A1、C1、B、D是棱长为 的正四面体的顶点。正方体的外接球也是正四面体的外接球，此时球的直径为 ，选A第40页/共46页2、若正四体的棱长都为6，内有一球与四个面都相切，求球的表面积。解：作出过一条侧棱PC和高PO的截面，则截面三角形PDC的边PD是斜高，DC是斜高的射影，球被截成的大圆与DP、DC相切，连结EO，设球半径为r，由E EO O1 1P PO OD DC CB BA

12、A第41页/共46页2、若正四体的棱长都为6，内有一球与四个面都相切，求球的表面积。解法2：连结OA、OB、OC、OP，那么E EO O1 1P PO OD DC CB BA A第42页/共46页解题小结：1、多面体的“切”、“接”问题，必须明确“切”、“接”位置和有关元素间的数量关系，常借助“截面”图形来解决。2、正三棱锥、正四面体是重要的基本图形，要掌握其中的边、角关系。能将空间问题化为平面问题得到解决，并注意方程思想的应用。3、注意化整为零的思想的应用。4、正四面体的内切球半径等于其高的四分之一，外接球半径等于其高的四分之三。第43页/共46页小结：小结：（1 1）有关球和球面的概念。（2 2）球的体积公式：球的表面积公式：（3 3）用“分割-求近似和-化为准确和”的数学方法推出了球的体积和表面积公式：（4 4）球的体积公式和表面积的一些运用。第44页/共46页第45页/共46页谢谢您的观看！第46页/共46页