【典型例题】
【例1】 如右图所示,圆锥形容器中装有5升水,水面高度正好是圆锥高度的一半,这个容器还能装多少升水? 分析与解:本题的关键是要出容器上半部分的体积与下半部分的关系。 设圆锥容器的底面积半径为r,则水面半径为。容器的容积为,容器中水的体积为。
解:
这表明容器可以装8份5升水,已经装了冷粘鞋1份,还能装水5×(8-1)=35(升)。
【例2】 比较甲、乙两只容器中,哪一只容器盛的水多,多的是少的几倍?(单位:厘米)
(1)容器如图1所示;
(2)甲、乙两容器相同(如图2),甲容器中水的高度是锥高的,乙容器中水的高度是圆锥高的。
分析与解
(1)要想知道甲、乙两只容器哪一只盛的水多,我们只需依据条件分别计算一下甲、乙两只容器的容积各是多少,即可做出比较。
通过计算可知,乙容器装的水多,乙容器是甲容器容积的(4000π÷2000π=) 2倍。
(2)我们先分别将两容器内水的体积进行计算。
碱性脱漆剂设圆锥的底面半径为r,高为h,则甲容器及乙容器中的水面半径均为,甲容器中无水部分椎体高位,而乙容器中有水部分椎体的高为,分别用、表示两容器中水的体积,则有:
由此可知,甲容器中的水多,甲容器中的水是乙容器中的水的倍。
【例3】 将一个棱长是20厘米的正方体,旋成一个圆柱体,并且使圆柱体的体积最大,求此时旋去的那部分体积。 分析与解 要想知道旋去的那部分体积,我们应首先认识清楚,怎样才能使旋成的圆柱体体积最大?通过分析可以发现,当我们所旋成的圆柱体的底面直径和高均为20厘米时,圆柱的体积最大.即如图3去旋.此时,我们只需计算出正方体的体积及所得到的圆柱体的体积,其差就是所旋去部分的体积。
即:旋去的部分的体积约为1720立方厘米。
【例4】 如图4天网搜索中所示图形是一个底面直径是20厘米的装有一部分水的圆柱形容器,水中放着一个底面直径为12厘米,高为10厘米的圆锥体铅锤,当铅锤从水中取出后,容器中的水下降了几厘米? 分析与解 因为玻璃容器是圆柱形的,所以铅锤取出后,水面下降部分实际是一个小圆柱,这个圆柱的底面与玻璃容器的底面一样,是一直径为20厘米的圆,它的体积正好等于圆锥体铅锤的体积.这个小圆柱的高就是水面下降的高度。
因为铅锤的体积为:
设水面下降的高度为x厘米,则小圆柱的体积为:
V2=π×(20÷2)2×x=100πx(立方厘米)
根据小圆柱的体积等于铅锤的体积有:
120π=100π·x解此方程得:
x=1.2(厘米)
答:铅锤取出后,容器中的水面下降了1.2厘米。
【例5】 横截面直径为20厘米的一根圆钢,截成两段后,两段表面积的和为7536平方厘米,求原来那根圆钢的体积是多少(π=3.14)?
分析与解 根据圆柱体的体积公式,体积等于底面积乘以高.由于底面直径已经知道,故只需依据条件求出圆钢的长度.假设圆钢长为x厘米,由于将圆钢截成两段后,两段表面积的和等于圆钢的侧面积加上四个底面圆的面积,所以有下面的式子:
2π×(20÷2)×x+4π×(20÷2)2=20πx+400π
依据题中给出的已知条件,可得方程:殊胜诃子20πx+400π=7536
解方程:
圆钢的体积为:
π×(20÷2)2×100≈31400(立方厘米)
答:原来那根圆钢的体积约为31400立方厘米。
【例6】 用一块长30厘米,宽20厘米的长方形铁皮做圆柱形容器的侧面,再用另一块铁皮做底,怎样做才能使这个圆柱形容器的容积最大?
分析与解 我们要回答上述问题,实际上只需考虑两个方面,即以长方形的长做为圆柱形容器的高,还是以长方形的宽做为圆柱形容器的高?比较两种情况下圆柱形容器的体积,即
可确定方案。
若以长方形的长为高,则长方形的宽即为圆柱形容器的底面周形,所以圆柱形容器的底面半径为:
此时容器的容积为:
若以长方形的宽为高,则长方形的长即为圆柱形容器的底面周长,此时,圆柱形容器的底面半径为:
通过上述计算,我们可以知道,用长方形较短的一边做为圆柱形容器的高时,圆柱形容器的容积大。
【例7】将一个底面半径为20厘米、高27厘米的圆锥形铝块,和一个底面半径为30厘米、高20厘米的圆柱形铝块,熔铸成一底面半径为15厘米的圆柱形铝块,求这个圆柱形铝块的高。
解:被熔的圆锥形铝块的体积:
被熔的圆柱形铝块的体积:π×302×20=18000π(厘米3)。
熔成的圆柱形铝块的高:(3600π+18000π)÷(π×152) =21600π÷225π=96(厘米)。
答:熔铸成的圆柱体高96厘米。
【例8 】皮球掉进一个盛有水的圆柱形水桶中。皮球的直径为15厘米,水桶底面直径为60厘米。皮球有的体积浸在水中。
问:皮球掉进水中后,水桶中的水面升高了多少厘米?
解:皮球的体积是
水面升高的高度是450π÷900π=0.5(厘米)。
答:水面升高了0.5厘米。
【解题在于实践】
[一]有大、小两种不带盖的圆柱水桶,它们的表面积的和是5433汽车轮胎模具平方分米,小桶和大桶的用料面积的比是1:2,小桶的底面周长是62.8分米,大桶的底面周长是94.2分米.求大小两个桶的侧面积各是多少?
解答:大、小桶侧面积分别是2915.5和1497平方分米。
先用按比例分配的方法,大,小桶表面积分别为1811平方分米,3622平方分米,然后各去底面积就行了.
[二]把一块长30厘米,宽20厘米,高5厘米的长方形铝锭,和一底面周长为37.68(厘米),高30厘米的圆柱形铝块,熔铸成一底面圆半径为13厘米的圆锥体铝块,求这个圆锥体铝块的高是多少?(π=3.14)
分析与解 要想求出最终所得圆锥体的高度,只要能确定其体积就可办到.而圆锥体是用两个不同形状的几何体熔铸而成的,故其体积就等于长方体的体积与圆柱体体积的和.而长方体的长、宽、高,圆柱体的底面周长和高都是已知的,所以长方体的体积及圆柱体的体积是可计算的。
长方体铝锭的体积为:30×20×5=3000(立方厘米)
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圆柱体的体积为:
根据题中所述,圆锥体的体积等于长方体体积与圆柱体体积的和,列方程得