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1、球的体积及表面积如果用油漆去涂一个乒乓球和一个篮球,且涂的油漆厚度相同,问哪一个球所用的油漆多?为什么?问题一实际问题一个充满空气的足球和一个充满空气的篮球,球内的气压相同,若忽略球内部材料的厚度,则哪一个球充入的气体较多?为什么?问题二实际问题h怎样计算小球的表面积与体积?怎样计算小球的表面积与体积?hH小球的体积等于它排开液体的体积割圆术早在公元三世纪,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
2、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。假设将圆n等分,则n=6n=12A1A2OA2A1AnOpA3公式推导与“极限”思想已知球的半径为R,用R表示球的体积.AOB2C2球的体积AOOROA球的体积球的体积球的体积在球的体积公式的推导过程中,使用了“分割、求近似值、再将近似值转化为球的体积”的方法:即先将半径n等分;再求出每一部分体积的近似值,并将这些近似值相加,得出半球的近似体积;当n无限变大时,就可得到半球的体积.
3、2)若每小块表面看作一个平面,将每小块平面作为底面,球心作为顶点便得到n个棱锥,这些棱锥体积之和近似为球的体积.当n越大,越接近于球的体积,当n趋近于无穷大时就精确到等于球的体积.1)球的表面是曲面,不是平面,但如果将表面平均分割成n个小块,每小块表面可近似看作一个平面,这n小块平面面积之和可近似看作球的表面积.当n趋近于无穷大时,这n小块平面面积之和接近于甚至等于球的表面积.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,如何求球的表面积公式呢?回忆球的体积公式的推导方法,是否也可借助于
4、这种极限思想方法来推导球的表面积公式呢?下面,我们再次运用这种方法来推导球的表面积公式.球的表面积球的表面积第一步:分割球面被分割成n个网格,表面积分别为:则球的表面积:则球的体积为:OO球的表面积第二步:求近似和由第一步得:OO球的表面积第三步:化为准确和如果网格分的越细,则:“小锥体”就越接近小棱锥O球的表面积归纳公式1.定理:半径是R的球的体积为:2.定理:半径是R的球的表面积为:课堂练习1.若球的半径变为原来的2倍,则表面积变为原来的倍;体积变为原来的倍。2.若两球表面积之比为1:2,则其体
5、积之比是影响球的表面积及体积的只有一个元素,就是球的半径.3.将两个半径为1cm的铁球熔化后铸成一个大球,这个大球的半径是,表面积是4.若两球表面积之差为48π,它们大圆周长之和为12π,则两球的直径之差为______.例1:如图,圆柱的底面直径与高都等于球的直径.求证:(1)球的体积等于圆柱的体积(2)球的表面积等于圆柱的侧面积。证明:(1)设球的半径为R,则圆柱的底面半径也为R,高为2R因为V球=πR3,34V圆柱=πR2·2R=2πR3所以V球=V圆柱32例题选析,32证明:(2)设球的半径为
6、R,则圆柱的地面半径也为R,高为2R因为S球=4πR2,S圆柱侧=2πR·2R=4πR2所以s球=S圆柱侧例1:如图,圆柱的底面直径与高都等于球的直径.求证:(1)球的体积等于圆柱的体积(2)球的表面积等于圆柱的侧面积。,32例2.一个圆锥形的空杯子上面放着一个半球形的冰淇淋,如果冰淇淋融化了,会溢出杯子吗?分析:分别计算它们的体积进行比较4cm12cm例题选析例3.在半径为5cm的球内有一个截面,球心到该截面的距离为3cm,则该截面的面积为OO/课堂练习例4.在球心的同侧有相距9cm的两个平行截面
7、,它们的面积分别为49cm2和400cm2,求球的表面积OO1O2AB例题选析例5.一个圆柱形的玻璃瓶的内半径为3cm,瓶里所装的水深为8cm,将一个钢球完全浸入水中,瓶中的水的高度上升到8.5cm,求钢球的半径.3cm8cm3cm8.5cm问:圆有内接长方形,那么球有内接长方体吗?球心在哪里?半径怎么求?1.如果一个长方体的八个顶点落在同一个球面上,那么称这个长方体为球的内接长方体,称球为长方体的外接球ABCDD1C1B1A1O2.球心落在长方体的对角线上,为对角线中点球的直径=长方体的对角线长3
8、.长方体的长宽高分别为a,b,c,则其对角线:4.如果一个球与正方体的每一个面都相切,则称正方体为球的外切正方体,称球为正方体的内切球球的直径=正方体的棱长例6.如图,正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为a,它的各个顶点都在球O的球面上,问球O的表面积。ABCDD1C1B1A1O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。ABCDD1C1B1A1OOABC例6.已知过球面上三点A、B、C的截面到球心O的距离