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2.(1)把球的半径扩大为原来的3倍,则体积扩大为原来的 ________倍.
(2)把球队表面积扩大到原来的2倍,那么体积扩大为原来 的_______倍.
(3)三个球的表面积之比为1:2:3,则它们的体积之比为 _________.
(4)三个球的体积之比为1:8:27,则它们的表面积之比为 ________.
四、主要知识点 ⑴常见的多面体有:棱柱、棱锥、棱台;常见的旋转体有:圆柱、圆锥、圆台、球。 ⑵棱柱:有两个面互相平行,其余各面都是四边形,并且每相邻两个四边形的公共边都互 相平行,由这些面所围成的多面体叫做棱柱。 ⑶棱台:用一个平行于棱锥底面的平面去截棱锥,底面与截面之间的部分,这样的多面体 叫做棱台
球的表面积
S i
o o
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:
S1,S2,S3 ,, Sn
则球的表面积: O
S S1 S2 S3 Sn
设“小锥体”的体积为 Vi
Si
O Vi
则球的体积为:
V V1 V2 V3 Vn
第 二 步: 求 近 似 和
球的表面积
似的看成是边长分别是
R和R的矩形 .
那么圆的面积就近似等 于R2 .
球的体积
当所分份数不断增加时,精确程度就越来越高;当份数无穷大时,就 得到了圆的面积公式.
分割
求近似和
化为准确和
下面我们就运用上述方 法导出球的体积公式
即先把半球分割成n部分,再求出每一部分的近似体积,并将这些近似值 相加,得出半球的近似体积,最后考虑n变为无穷大的情形,由半球的近似体 积推出准确体积.
棱锥的结构特征:侧面、对角面都是三角形;平行于底面的截面与底面相似,其 相似比等于顶点到截面距离与高的比的平方。 圆锥的结构特征:①底面是一个圆;②母线交于圆锥的顶点;③侧面展开图是一 个扇形。
棱台的结构特征:①上下底面是相似的平行多边形 ②侧面是梯形 ③侧棱交于 原棱锥的顶点。 圆台的结构特征:①上下底面是两个圆;②侧面母线交于原圆锥的顶点;③侧面 展开图是一个弓形。
2、平面的基本性质,注意他们的条件、结论、作用、图形语言及符号语言。 难点:平面基本性质的掌握与运用。
三、主要知识点 1、公理1:如果一条直线上两点在一个平面内,那么这条直线在此平面内。 2、公理2:过不在一条直线上的三点,有且只有一个平面。 3、公理3:如果两个不重合的平面有一个公共点,那么它们有且只有一条过该点 的公共直线。
∴ S侧面积=
1 2
〔c
l
+
(c-c
’)cc-c’’l
〕
= 1(c+c ’)l
2
=∏(r+r ’)l
§1.3.2 球的体积和表面积
教学目标 (1)能运用球的面积和体积公式灵活解决实际问题。 (2)培养学生的空间思维能力和空间想象能力。 教学重点、难点 重点:引导学生了解推导球的体积和面积公式所运用的基本思想方法。 难点:推导体积和面积公式中空间想象能力的形成。
截面问题
• 用一个平面α去截一个球O,截面是圆面
球的截面的性质:
球心和截面圆心的连线垂直于截面 球心到截面的距离为d,球的半径为R,则
r2 R2 d 2
O
Rd
ß
r
平面(公理1、2、3、4) 空间直线、平面的位置关系
直线与直线的位置关系
线线平行 线线垂直
直线与平面的位置关系 平面与平面的位置关系
空间平行关系的转化
线面平行
面面平行
空间垂直关系的转化
线面垂直
面面垂直
第二章 直线与平面的位置关系 §2.1.1 平面
一、教学目标: (1)利用生活中的实物对平面进行描述; (2)掌握平面的表示法及水平放置的直观图; (3)掌握平面的基本性质及作用; (4)培养学生的空间想象能力。 二、教学重点、难点 重点:1、平面的概念及表示;
4、注意求体积的一些特殊方法:分割法、补体法、转化法等,它们是解决一些 不规则几何体体积计算常用的方法,应熟练掌握。
5、利用三棱锥的“等体积性”可以解决一些点到平面的距离问题,即将点到平 面的距离视为一个三棱锥的高,通过将其顶点和地面进行转化,借助体积的不变 性解决问题。
如果圆柱的底面半径是r,周长是c,侧面母线 长是l,那么它的侧面积是 S侧面积=cl=2∏rl
下面,我们再次运用这种方法来推导球的表面积公式.
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.
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.
难点突破 1、异面直线的引入通过生活中的实例引入,如教室中组成桌子的很多线条就是
异线面 的直夹线角,的让定学义生,充异分面体直会线到的异夹面角直是线θ是∈(既0,不 平] ;行也不相交的。接着引出异面直
2
2、异面直线的判断一般是采用根据定义的直观判断法,也可以用反证法来判定。
难点突破
1、运用实物使学生感受几何体的结构特征,并引导他们从底面、侧面等方面总 结不同几何体的本质结构特征,再分别以选择题、填空题、解答题的形式巩固。
棱柱的结构特征:两底面是对应边平行的全等多边形;侧面、对角面都是平行四 边形;侧棱平行且相等;平行于底面的截面是与底面全等的多边形。 圆柱的结构特征:①底面是全等的圆;②母线与轴平行;③轴与底面圆的半径垂 直;④侧面展开图是一个矩形。
4、本节课还需要学生能够较熟练的掌握几何符号语言,可以通过一些简单的例 子加以训练巩固。比如课本43页的第3题。
§2.1.2 空间中直线与直线之间的位置关系
一、教学目标: (1)了解空间中两条直线的位置关系; (2)理解异面直线的概念、画法,培养学生的空间想象能力; (3)理解并掌握公理4; (4)理解并掌握等角定理; (5)异面直线所成角的定义、范围及应用。 二、教学重点、难点 重点:1、异面直线的概念;
高中数学必修(2)章节分析
柱
结构
锥
台
第
球
一
章
三视图
空 间
三视图和直观图
几
直观图
何
体
表面积和体积
表面积
体积
第一章:空间几何体
1.1柱、锥、台、球的结构特征
一、教学目标 (1)通过实物操作,增强学生的直观感知。 (2)能根据几何结构特征对空间物体进行分类。 (3)会用语言概述棱柱、棱锥、圆柱、圆锥、棱台、圆台、球的结构特征。 (4)会表示有关于几何体以及柱、锥、台的分类。 二、教学重点、难点 重点:让学生感受大量空间实物及模型、概括出柱、锥、台、球的结构特征。 难点:柱、锥、台、球的结构特征的概括。
球的体积 A
O
A
C2
O
B2
r1 R2 R,
r2
R2 ( R)2 , n
r3
R2 (2R)2 , n
A
球的体积
ri
O
R (i 1)
n
R
O
第i层“小圆片”下底面的 半径:
ri
R2 [ R (i 1)]2 , i 1,2, n. n
球的体积
ri
R2 [ R (i 1)]2 , i 1,2,, n n
Si
hi
O
O
Vi
Vi
1 3
S
i
hi
由第一步得:
V V1 V2 V3 Vn
V
1 3
S1h1
1 3
S2h2
1 3
S3h3
1 3
Snhn
第
三
S i
步: hi
化
Vi
为
准 确 和
O
Si
R
Vi
球的表面积
如果网格分的越细,则: “小锥 体”就越接近小棱锥
hi的值就趋向于球的半径 R
Vi
1 3
Si
R
V
1 3
Si R
1 3
S2R
1 3
S3R
1 3
Sn R
1 3
R(Si
S2
S3
...
Sn
)
1 3
RS
又球的体积为:V 4 R3
3
4 R 3 1 RS , 从而S 4R 2
3
3
基本计算问题
1.如图,圆柱的底面直径与高都等于球的直
径,求证:
O
(1)球的表面积等于圆柱的侧面积.
(2)球的表面积等于圆柱全面积的三分之二.
主要知识点:
S球
4R 2,V球
4 R3
3
球的体积
高等于底面半径的旋转体体积对比
R
V圆锥
1 R3
3
V半球 ?
V圆柱
3 R3
3
猜测 : V半球
2 R 3 , 从而V
3
4 R 3 .
3
球的体积
学习球的知识要注意和圆的有关指示结合起来.所以我们先来回忆圆面积 计算公式的导出方法.
我们把一个半径为R的圆分成若干等分,然后如上图重新拼接起来,把一个圆近
难点突破
本节内容较简单,学生在初中就已经比较多的接触三视图了,高中只是把几何体 稍微做了组合后再画三视图的,只要让学生熟练掌握几种常见几何体的三视图, 组合几何体的三视图就不难画出来了。
1.3.1 柱体、锥体、台体的表面积与体积
一、教学目标 (1)通过对柱、锥、台体的研究,掌握柱、锥、台的表面积和体积的求法。 (2)能运用公式求解,柱体、锥体和台全的全积,并且熟悉台体与术体和锥体 之间的转换关系。 (3)培养学生空间想象能力和思维能力。 二、教学重点、难点 重点:柱体、锥体、台体的表面积和体积计算 难点:台体体积公式的推导
证明:作圆柱的侧面展开图
∵ 圆柱的侧面展开图是矩形,它的一边长是底面边长 2∏r,另一边长为圆柱 母线 l
∴ S侧面积=cl=2∏rl
l
侧面展开图
r
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2∏r
如果圆台的上、下底面半径是r’、r,周长是 c’、c,侧面母线长是l,那么它的侧面积是: S侧面积 = (12 c ’+c)l=∏(r ’+r)l
证明:将圆台补成圆锥. 作其侧面展开图,设OA=x
∴ S侧面积
= 1 c(l+x)—
2
1 2
c ’x
= 1 cl+ 1(c-c ’)x
2
2
又∵
c c
’ =
X X+l
∴x=
c ’l c-c ’
定理3:如果圆台的上、下底面半径是r’、r,周长是 c’、c,侧面母线长是l,那么它的侧面积是: S侧面积 = (12 c ’+c)l=∏(r ’+r)l
V半球 R 3 [1
n
n]
6
当n 时, 1 0. n
V半球
2 R 3
3
从而V 4 R 3 .
3
定理:半径是R的球的体积为:V 4 R3
3
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,是否也可借助于这种极限思想方法来推导 球的表面积公式呢?
球体的结构特征:①球的截面是圆;②球面上任意一点到球心的距离等于半径。
1.2空间几何体的三视图
一、教学目标 (1)掌握画三视图的基本技能 (2)丰富学生的空间想象力 二、教学重点、难点 重点:画出简单组合体的三视图 难点:识别三视图所表示的空间几何体
三、主要知识点 把光由一点向外散射形成的投影叫中心投影,中心投影的投影线交于一点;把在一束平行 光线照射下的投影叫平行投影,平行投影的投影线是平行的。
2、公理4及等角定理。 难点:异面直线所成角的计算。 三、主要知识点 1、公理4:平行于同一条直线的两条直线互相平行。 2、等角定理:空间中如果两个角的两边分别对应平行,那么这两个角相等或互
补3、。两条异面直线所成的角θ∈(0,2;]
4、当两条异面直线所成的角是直角时,我们就说这两条异面直线互相垂直,记 作a⊥b; 5、两条直线互相垂直,有共面垂直与异面垂直两种情形; 6、计算中,通常把两条异面直线所成的角转化为两条相交直线所成的角。
Vi
ri 2
R n
R 3
n
[1 ( i
1)2 ], i n
1,2, n
V半球 V1 V2 Vn
R 3
12 22 (n 1)2
[n n
n2
]
R3 1 (n 1) n (2n 1)
n [n n2
6
]
R3[1
1 n2
(n
1)(2n 6
1) ]
球的体积
1
1
(1 )(2 )
三、主要知识点
柱体、锥体、台体的表面积和体积公式
难点突破
1、在求多面体的侧面面积时,应该对每一个侧面展开再分别求解后再相加。 比如长方体。
2、在解决台体的有关计算问题时,注意应用“还台为锥”的处理策略。 比如求圆台的表面积。
3、计算柱体、锥体的体积,关键是根据条件找出相应的底面面积和高,应注意 充分利用多面体的截面和旋转体的轴截面,将空间问题转化为平面问题求解。
难点突破
1、从实例出发引申出几何里的平面,重点说明几何里的平面是无限延伸的。
2、通过让学生自己画平面巩固平面的表示方法,因为平面是由无数个点组成的, 所以点与面之间是属于或者不属于的关系,而线也是由点组成的集合,所以线与 面之间是包含或者不包含的关系。
3、本节课学生学习的是三条公理,不需要证明,只要学生能根据实际经验理解 即可,以后可以直接应用在证明中。