【教材】人民教育出版社A版高中数学必修二第一章第三节
【课时安排】第一课时
1.了解球、柱、锥、台的表面积和体积的计算公式,并掌握空间几何体的表面积与体积的计算方法.
2.理解空间图形转化为平面图形的思想,了解柱、锥、台体的侧面展开图的特征.
【教学重点】柱、锥、台的表面积和体积
【教学难点】简单组合体的表面积和体积的计算
【教学方法】引导发现式,讲练结合式
【教学手段】投影仪
【教学过程】
一、基础知识梳理
[基础知识填充, 对应着学生的学案]
1.多面体的表(侧)面积
因为多面体的各个面都是平面,所以多面体的侧面积就是所有侧面的面积之和,表面积是侧面积与底面面积之和.
| 圆柱 | 圆锥 | 圆台 |
侧面 展开图 | | | |
侧面 积公式 | S圆柱侧=2πrl | S圆锥侧=πrl | S圆台侧= π(r1+r2)l |
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3. 柱、锥、台和球的表面积和体积
名称 B的立体图几何体 | 表面积 | 体积 |
柱体(棱柱和圆柱) | S表面积=S侧+2S底 | V=Sh |
锥体(棱锥和圆锥) | S表面积=S侧+S底 | V=Sh |
台体(棱台和圆台) | S表面积=S侧+S上+S下 | V=(S上+S下+)h |
球 | S=4πR2 | V=πR3 |
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设计意图:让学生根据已有的知识再现这一部分基本知识,理解的基础上掌握柱、锥、台和球的表面积和体积的计算方法。
二、互动探究
考点一 简单几何体的表面积
例1、(2015·新课标全国卷Ⅰ)圆柱被一个平面截去一部分后与半球(半径为r)组成一个几何体,该几何体三视图中的主视图和俯视图如图所示。若该几何体的表面积为16+20π,则r=( ) A.1 B.2 C.4 D.8
解析:先根据三视图还原立体图形,如图,该几何体是一个半球与
一个半圆柱的组合体,球的半径为r,圆柱的底面半径为r,高为2r,
则表面积S=×4πr2+πr2+4r2+πr·2r=(5π+4)r2.
又S=16+20π,所以(5π+4)r2=16+20π,所以r2=4,r=2.
设计意图:主要考查三视图及组合体的有关知识,考查学生识图,空间想象及计算能力。
方法规律:
1.由三视图求相关几何体的表面积给出三视图时,依据“正视图反映几何体的长和高,侧视图反映几何体的高和宽,俯视图反映几何体的长和宽”来确定表面积公式中涉及的基本量.
2.根据几何体的特征求表面积对于组合体,要弄清它是由哪些简单几何体组成的,要注意“表面(和外界直接接触的面)”的定义,以确保不重复、不遗漏.
变式练习1、一个空间几何体的三视图及其相关数据如图所示,则这个空间几何体的表面积是( )
A. B.+6 C.11π D.+3
解析 这个空间几何体是一个圆台被轴截面割出来的一半。根据图中数据可知这个圆台的上底面半径是1,下底面半径是2,高为,母线长是2,其表面积是两个半圆、圆台侧面积的一半和一个轴截面的面积之和,
故S=π×12+π×22+π(1+2)×2+×(2+4)×=+3。
答案 D
考点二 简单几何体的体积
例2、(2015·四川卷)在三棱柱ABC-A1B1C1中,∠BAC=90°,其主视图和左视图都是边长为1的正方形,俯视图是直角边的长为1的等腰直角三角形,设点M,N,P分别是棱AB,BC,B1C1的中点,则三棱锥P-A1MN的体积是___
【解析】 由题意,可得直三棱柱ABC-A1B1C1如图所示。
其中AB=AC=AA1=BB1=CC1=A1B1=A1C1=1。∵M,N,P分别是棱AB,BC,B1C1的中点,∴MN=,NP=1。∴S△MNP=××1=。∵点A1到平面MNP的距离为AM= ∴VP-A1MN=VA1-MNP=××=。