资料简介
1.3.2 球的体积和表面积
A
OO.
1、球的体积
B2C2
BiCi
A
O
已知球的半径为R
问题:已知球的半径为R,用R表示球的体积.
例1.钢球直径是5cm,求它的体积.
定理:半径是R的球的体积
变式1:一种空心钢球的质量是142g,外径
是5cm,求它的内径.(钢的密度是7.9g/cm2)
解:设空心钢球的内径为2xcm,则钢球
的质量是
答:空心钢球的内径约为4.5cm.
由计算器算得:
(变式2)把钢球放入一个正方体的有盖纸
盒中,至少要用多少纸?
用料最省时,球与正方体有什么位置关系?
球内切于正方体
侧棱长为5cm
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
变式3.有三个球,一球切于正方体的各面,
一球切于正方体的各侧棱,一球过正方体
的各顶点,求这三个球的体积之比.
作轴截面
例2、某街心花园有许多钢球(钢的密度
是7.9g/cm3),每个钢球重145kg,并且外
径等于50cm,试根据以上数据,判断钢
球是实心的还是空心的。如果是空的,请
你计算出它的内径(π取3.14,结果精确
到1cm)。
1.两种方法:化整为零的思想方法和“分割,求
和,取极限”的数学方法.
2.一个观点:在一定条件下,化曲为直的辨证观
点.
3.一个公式:半径为R的球的体积是
4.解决两类问题:两个几何体相切和相接
作适当的轴截面
两个几何体相切:一个几何体的各个面与另
一个几何体的各面相切.
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
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R的球的体积:
推导方法:
分割 求近似和 化为准确和
小结:
第一步:分割
O
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:
设“小锥体”的体积为:
O
2、球的表面积
O
第二步:求近似和
O
由第一步得:
第三步:转化为球的表面积
如果网格分的越细,则:
①
由①② 得:
② 球的体积:
的值就趋向于球的半径R
O
“小锥体”就越接近小棱锥。
(1)若球的表面积变为原来的2倍,则半径变为原来的—倍。
(2)若球半径变为原来的2倍,则表面积变为原来的—倍。
(3)若两球表面积之比为1:2,则其体积之比是———。
(4)若两球体积之比是1:2,则其表面积之比是———。
练习:
例.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。
A B
CD
D1 C1
B1A1
O
A B
CD
D1 C1
B1A1
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.如果球O和这个正方体的六个面都相切,则有S=——。
变题2.如果球O和这个正方体的各条棱都相切,则有S=——。
关键:找正方体的棱长a与球半径R之间的关系
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