圆柱、圆锥、圆台、球及简单组合体的结构特征教学设计 人教课标版(精美教案)
圆柱、圆锥、圆台、球及简单组合体的结构特征教学设计 人教课标版(精美教案)

《圆柱、圆锥、圆台、球及简单组合体的结构特征》教学设计一、教学目标✧知识与技能:、通过实物操作,增强学生的直观感知。
、能根据几何结构特征对空间物体进行分类。
、会用语言概述圆柱、圆锥、圆台、球的结构特征。
、理解简单组合体的概念,会表示生活中见到的几何体的主要几何特征。
✧过程与方法:、让学生通过直观感受空间物体,从实物中概括出圆柱、圆锥、圆台、球的几何结构特征。
、让学生感受圆柱、圆锥、圆台之间的关系;、让学生观察、讨论、归纳、概括所学的知识。
✧情感态度与价值观:、使学生感受空间几何体存在于现实生活周围,增强学生学习的积极性,感悟数学的应用价值,同时提高学生的观察能力。
、培养学生的空间想象能力和抽象括能力。
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。
三、教学用具、实物图片模型、几何画板、幻灯片。
四、教学过程◆温故而知新想一想:棱柱、棱锥、棱台各有什么几何结构特征?棱柱、棱锥、棱台都是多面体,三者关系如何?当底面发生变化时,它们能否相互转化?看一看:下面这些几何体是如何形成的?它们的结构特征是什么?◆ 探究新知阅读课本第、页,回答下列问题● 探究一、圆柱( )的结构特征思考:圆柱是怎样形成的?它是由几个面围成的?面与面相交形成了几条交线?交线是什么图形? 生活中你见到的圆柱体还有哪些?思考:什么是圆柱的轴、底面、侧面、母线?请你结合定义在上面的图中标示这些量。
“在圆柱的上下底面上各取一点,这两点的连线是圆柱的母线.”这句话正确吗?上图的圆柱可记作:讲解:圆柱的定义:以矩形的一边所在的直线为旋转轴,其余三边旋转形成的面所围成的旋转体,我们称它为圆柱。
圆柱的轴:旋转轴;圆柱的面:垂直于轴的边旋转而成的圆面叫做圆柱的底面;平行于轴的边旋转而成的曲面叫做圆柱的侧面;圆柱的母线:无论旋转到什么位置,不垂直于轴的边都叫做母线。
圆柱的表示方法:圆柱用表示它的轴的字母表示,如图可表示为圆柱O O /。
人教版数学高一- 柱、锥、台、球的结构特征 精品学案

1. 教学棱柱、棱锥的结构特征:①提问:举例生活中有哪些实例给我们以两个面平行的形象?②讨论:给一个长方体模型,经过上、下两个底面用刀垂直切,得到的几何体有哪些公共特征?把这些几何体用水平力推斜后,仍然有哪些公共特征?③定义:有两个面互相平行,其余各面都是四边形,且每相邻两个四边形的公共边都互相平行,由这些面所围成的几何体叫棱柱.→列举生活中的棱柱实例(三棱镜、方砖、六角螺帽).结合图形认识:底面、侧面、侧棱、顶点、高、对角面、对角线.④分类:以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱柱、四棱柱、五棱柱等.表示:棱柱ABCDE-A’B’C’D’E’⑤讨论:埃及金字塔具有什么几何特征?⑥定义:有一个面是多边形,其余各面都是有一个公共顶点的三角形,由这些面所围成的几何体叫棱锥.结合图形认识:底面、侧面、侧棱、顶点、高. →讨论:棱锥如何分类及表示?⑦讨论:棱柱、棱锥分别具有一些什么几何性质?有什么共同的性质?棱柱: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棱锥: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.2. 教学圆柱、圆锥的结构特征:①讨论:圆柱、圆锥如何形成?②定义:以矩形的一边所在的直线为轴旋转,其余三边旋转所成的曲面所围成的几何体叫圆柱;以直角三角形的一条直角边为旋转轴,其余两边旋转所成的曲面所围成的几何体叫圆锥. →列举生活中的棱柱实例→结合图形认识:底面、轴、侧面、母线、高. →表示方法③讨论:棱柱与圆柱、棱柱与棱锥的共同特征?→柱体、锥体.④观察书P2若干图形,找出相应几何体;举例:生活中的柱体、锥体.3.质疑答辩,排难解惑,发展思维,教师提出问题,让学生思考。
1.有两个面互相平行,其余后面都是平行四边形的几何体是不是棱柱(举反例说明,。
《圆柱、圆锥、圆台和球》参考教案

《圆柱、圆锥、圆台和球》参考教案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN1.1.3圆柱、圆锥、圆台和球第一课时教学目标:1.能根据几何结构特征理解空间旋转体形成过程;2.认识圆柱、圆锥、圆台和球的结构特征;3.掌握圆柱、圆锥、圆台和球的截面及它们之间的关系.教材分析及教材内容的定位:教材先让学生思考圆柱、圆锥、圆台、球的生成规律,然后给出它们的定义,让学生初步理解“旋转体”的概念.教学中可结合实物模型或计算机演示圆柱、圆锥、圆台、球的生成过程,引导学生思考圆柱、圆锥、圆台、球的结构特征;也可以类比棱柱、棱锥、棱台的生成过程认识圆柱、圆锥、圆台的结构特征;类比圆的定义得出球面的定义.教学重点:让学生感受大量空间实物及模型、概括出圆柱、圆锥、圆台和球的概念.教学难点:难点是区分一个旋转体由哪些基本几何体构成.教学方法:观察、发现、探究.探究学习为主,发挥同学之间合作关系。
教学过程:一、问题情境1.复习棱柱、棱锥、棱台的有关概念.小结:移——缩——截.2.旋转会产生什么样的结果呢?仔细观察下面的几何体,它们有什么共同特点或生成规律?二、学生活动通过观察、思考、交流、讨论得出结论. 三、建构数学1.圆柱、圆锥、圆台的概念;第二课时教学目标:1、理解球面、球体和组合体的基本概念。
2、掌握球的截面的性质。
3、掌握球面距离的概念。
教学重点:球的截面的性质及应用,会求球面上两点之间的距离教学过程:复习引入1、圆柱、圆锥、圆台,它们分别由矩形、直角三角形、直角梯形旋转而成的。
2、通过篮球、排球、足球等等球体的形象引出课题.新授1、球的概念:球也可以由一个平面图形旋转得到。
半圆以它的直径为旋转轴,旋转所成的曲面叫球面。
球面所围成的几何体叫球体,简称球。
指出球心、半径、直径。
值得注意的是:1)球面与球体是两个不同的概念,我们要注意它们的区别与联系。
2)球面的概念可以用集合的观点来描述。
人教新课标版数学高一B版必修二圆柱、圆锥、圆台和球的结构特征学案

)圆柱的底面:垂直于轴的边旋转而成的圆面叫做圆柱的底面。
(4)圆柱的侧面:平行于轴的边旋转而成的曲面叫做圆柱的侧面。
(5)圆柱的母线:不论旋转到什么位置,不垂直于轴的边都叫做圆柱的母线。
(6)圆柱的轴截面:经过圆柱的轴所作的截面叫做圆柱的轴截面。
概念解读:(1)连结圆柱上底面圆周上的一点和下底面圆周上一点的线段,不一定在侧面上,因此不一定是母线;(2)把圆柱的侧面按一条母线展开后是一个矩形,它的长是底面圆的周长,宽和母线长相等。
2.圆柱的表示法:圆柱1OO.3.圆柱的性质:(1)圆柱的底面是两个互相平行的等圆面,平行于底面的截面也和底面是等圆面;(2)圆柱的轴截面有无数个,并且都是全等的矩形;(3)圆柱的母线有无数条,它们相互平行,并且均等于圆柱的高;(4)连结圆柱两底面圆心的线段是圆柱的高,和母线长相等。
例1圆柱的轴截面是边长为5cm的正方形ABCD,则圆柱侧面上从A到C的最短距离为()A.10cm B C.D.二.圆锥1.圆锥的有关概念:(1)圆锥:以直角三角形的一条直角边所在直线为旋转轴,其余两边旋转形成的曲面所围成的几何体叫做圆锥。
(2)圆锥的轴:旋转轴叫做圆锥的轴。
直线SO . (3) 圆锥的高:在轴上的这条边(或它的长度)叫做圆锥的高。
(4)圆锥的底面:垂直于轴的边旋转而成的圆面叫做圆锥的底面。
(5)圆锥的侧面:三角形的斜边绕轴旋转而成的曲面叫做圆锥的侧面。
(6)圆锥的母线:不论旋转到什么位置,斜边所在的边都叫做圆锥的母线。
(7)圆锥的轴截面:经过圆锥的轴所作的截面叫做圆锥的轴截面。
2. 圆锥的表示法:圆锥SO .3. 圆锥的性质:(1)圆锥的底面是一个圆面,平行于底面的截面也是一个圆面;(2)圆锥的轴截面有无数个,并且都是全等的等腰三角形;(3)过顶点的圆锥的截面都是等腰三角形,它的腰就是圆锥的两条母线;(4)连结顶点与底面圆周上任意一点的线段,都是圆锥的母线。
例2 点1O 为圆锥的高中靠近顶点的一个三等分点,过1O 与底面平行的截面面积是底面面积的( )A .13 B .23 C .14 D .19三.圆台 1.圆台的有关概念:(1(2(3(4(5(6(7)圆台的轴截面:经过圆台的轴所作的截面叫做圆台的轴截面。
人教版高中数学必修二柱、锥、台、球的结构特征公开课优质教案

人教版高中数学必修二柱、锥、台、球的结构特征公开课优质教案第一章空间几何体本章教材分析柱体、锥体、台体和球体是简单的几何体,复杂的几何体大都是由这些简单的几何体组合而成的.有关柱体、锥体、台体和球体的研究是研究比较复杂的几何体的基础.本章研究空间几何体的结构特征、三视图和直观图、表面积和体积等.运用直观感知、操作确认、度量计算等方法,认识和探索空间几何图形及其性质.本章中的有关概念,主要采用分析具体实例的共同特点,再抽象其本质属性空间图形而得到.教学中应充分使用直观模型,必要时要求学生自己制作模型,引导学生直观感知模型,然后再抽象出有关空间几何体的本质属性,从而形成概念.本章内容是在义务教育阶段学习的基础上展开的.例如,对于棱柱,在义务教育阶段直观认识正方体、长方体等的基础上,进一步研究了棱柱的结构特征及其体积、表面积.因此,在教材内容安排中,特别注意了与义务教育阶段“空间与图形”相关内容的衔接.值得注意的是在教学中,要坚持循序渐进,逐步渗透空间想象能力面的训练.由于受有关线面位置关系知识的限制,在讲解空间几何体的结构时,少问为什么,多强调感性认识.要准确把握这方面的要求,防止拔高教学.重视函数与信息技术整合的要求,通过电脑绘制简单几何体的模型,使学生初步感受到信息技术在学习中的重要作用.为了体现教材的选择性,在练习题安排上加大了弹性,教师应根据学生的实际,合理地进行取舍.本章教学时间约需7课时,具体分配如下(仅供参考):1.1.1 柱、锥、台、球的结构特征约1课时1.1.2 简单组合体的结构特征约1课时1.2.1 中心投影与平行投影约1课时1.2.2 空间几何体的三视图1.2.3 空间几何体的直观图约1课时1.3.1 柱体、锥体、台体的表面积与体积约1课时1.3.2 球的体积和表面积约1课时本章复习约1课时§1.1 空间几何体的结构§1.1.1 柱、锥、台、球的结构特征一、教材分析本节教材先展示大量几何体的实物、模型、图片等,让学生感受空间几何体的结构特征,从整体上认识空间几何体,再深入细节认识,更符合学生的认知规律.值得注意的是:由于没有点、直线、平面的有关知识,所以本节的学习不能建立在严格的逻辑推理的基础上,这与以往的教材有较大的区别,教师在教学中要充分注意到这一点.本节教学尽量使用信息技术等手段,向学生展示更多具有典型几何结构特征的空间物体,增强学生的感受.二、教学目标1.知识与技能(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。
高中数学必修二《柱、锥、台、球的结构特征》优秀教学设计

1.1.1柱、锥、台、球的结构特征(1)学案一、教学目标1.知识与技能(1)通过观察大量图片,增强学生的直观感知.,认识日常生活中常见的几何体。
(2)能根据几何结构特征归纳出柱、锥、台、球的结构特征并理解其结构特征。
(3)能会用语言概述柱、锥、台、球的概念、分类及特点。
2.过程与方法在描述和判断几何体结构特征的过程中,通过观察大量实例,运用课堂活动和合作学习的方式,培养观察能力、空间想象能力、抽象思维能力、几何直观能力、合情推理能力和运用图形进行交流的能力,渗透分类思想和类比、归纳方法,逐步培养自主探究的学习习惯。
3.情感、态度与价值观通过对具体事物的抽象,培养探索能力、钻研精神和科学态度。
通过探索、质疑、讨论,感受数学探索的成就感及丰富美丽的几何世界,从而激发学习数学的热情,培养学习数学的兴趣,增强学习数学的信心。
4教学重点难点评论教学重点:从数学角度合理对空间几何体进行分类,准确描述各类几何体的结构特征,并能运用这些结构特征判断几何体的形状。
教学难点:准确理解空间几何体尤其是棱柱的概念,学会换角度看问题,透过现象看本质,准确判断“放倒”几何体的结构特征。
二、教学重点与难点1.重点:感受大量空间实物及模型,概括出柱、锥、台、球的结构特征。
2.难点:柱、锥、台、球的结构特征的概括。
三、课前导学阅读教材第2—6页,完成下列学习(一)空间几何体、多面体与旋转体1. 叫空间几何体.2.多面体:叫做多面体,其中叫做多面体的面,叫做多面体的棱,叫做多面体的顶点.3.旋转体:叫做旋转体,其中叫做旋转体的轴.(二)简单几何体1.棱柱的结构特征【问题】通过观察图1. 1-1中的(2)(5)(7)(9),你能根据其结构特点概括出棱柱的定义吗?(1)一般地,有两个面();其余各面都是(),并且每相邻两个四边形的( )都( ), 由这些面所围成的多面体叫做棱柱.两个( ) 叫底面;简称底;( )叫棱柱的侧面;相邻侧面的( )叫棱柱的侧棱;侧面与底面的( )叫棱柱的顶点.棱柱的分类: 底面是三角形、四边形、五边形……的棱柱分别叫做( )、( )、( ) …….(2)棱柱的表示:( )底面各顶点的字母表示棱柱,如图该六棱柱可表示为( )。
教学设计2:1.1.3 圆柱、圆锥、圆台和球

1.1.3 圆柱、圆锥、圆台和球教学目标1.认识组成我们生活世界的各种各样的旋转体.2.认识和把握圆柱、圆锥、圆台、球体的几何结构特征. 教学知识梳理知识点一 圆柱、圆锥、圆台 圆柱、圆锥、圆台的定义及结构特征 (1)定义⎭⎪⎬⎪⎫圆柱圆锥圆台分别看作以⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫矩形的一边直角三角形的一直角边直角梯形中垂直于底边的腰所在的直线为旋转轴,将⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫矩形直角三角形直角梯形分别旋转一周而形成的曲面所围成的几何体→这类几何体叫旋转体. (2)相关概念①高:在轴上的这条边(或它的长度). ②底面:垂直于轴的边旋转而成的圆面. ③侧面:不垂直于轴的边旋转而成的曲面. ④母线:绕轴旋转的边. (3)图形表示知识点二 球1.定义:一个球面可以看作半圆绕着它的直径所在的直线旋转一周所形成的曲面,球面围成的几何体叫做球. 2.相关概念(1)球心:形成球的半圆的圆心;球的半径:连接球心和球面上一点的线段. (2)球的直径:连接球面上两点并且通过球心的线段. (3)球的大圆:球面被经过球心的平面截得的圆. (4)球的小圆:球面被不经过球心的平面截得的圆.(5)两点的球面距离:在球面上,两点之间的最短距离,就是经过这两点的大圆在这两点间的一段劣弧的长度,把这个弧长叫做两点的球面距离.3.球形表示特别提醒:球与球面是完全不同的两个概念,球指球面所围成的空间,而球面只指球的表面部分.知识点三旋转体1.定义:由一个平面图形绕着一条直线旋转产生的曲面所围成的几何体.2.轴:这条直线叫做旋转体的轴.知识点四组合体思考组合体是由简单几何体堆砌(或叠加)而成的吗?【答案】不是,组合体的组合方式有多种,可以堆砌,可以挖空等.梳理由柱、锥、台、球等基本几何体组合而成的几何体叫做组合体.教学案例类型一旋转体的结构特征例1下列命题正确的是________.(填序号)①以直角三角形的一边所在直线为轴旋转一周所得的旋转体是圆锥;②以直角梯形的一腰所在直线为轴旋转一周所得的旋转体是圆台;③圆柱、圆锥、圆台的底面都是圆;④以等腰三角形的底边上的高线所在的直线为旋转轴,其余各边旋转一周形成的几何体是圆锥;⑤半圆面绕其直径所在直线旋转一周形成球;⑥用一个平面去截球,得到的截面是一个圆面.【答案】④⑤⑥【解析】①以直角三角形的一条直角边所在直线为轴旋转一周才可以得到圆锥;②以直角梯形垂直于底边的一腰所在直线为轴旋转一周可得到圆台;③它们的底面为圆面;④⑤⑥正确.反思与感悟(1)判断简单旋转体结构特征的方法①明确由哪个平面图形旋转而成.②明确旋转轴是哪条直线.(2)简单旋转体的轴截面及其应用①简单旋转体的轴截面中有底面半径、母线、高等体现简单旋转体结构特征的关键量.②在轴截面中解决简单旋转体问题体现了化空间图形为平面图形的转化思想.跟踪训练1下列命题:①圆柱的轴截面是过母线的截面中最大的一个;②用任意一个平面去截圆锥得到的截面一定是一个圆;③圆台的任意两条母线的延长线,可能相交也可能不相交;④球的半径是球面上任意一点与球心的连线段.其中正确的个数为()A.0 B.1 C.2 D.3【答案】C【解析】②错误,截面可能是一个三角形;③错误,圆台的任意两条母线的延长线必相交于一点;①④正确.故选C.类型二简单组合体的结构特征例2如图所示,已知AB是直角梯形ABCD与底边垂直的一腰.分别以AB,CD,AD为轴旋转,试说明所得几何体的结构特征.解(1)以AB边为轴旋转所得旋转体是圆台,如图(1)所示.(2)以CD边为轴旋转所得旋转体为一组合体:上部为圆锥,下部为圆台,再挖去一个小圆锥.如图(2)所示.(3)以AD边为轴旋转得到一个组合体,它是一个圆柱上部挖去一个圆锥.如图(3)所示.反思与感悟(1)平面图形以一边所在直线为轴旋转时,要过有关顶点向轴作垂线,然后想象所得旋转体的结构和组成.(2)必要时作模型,培养动手能力.跟踪训练2如图(1)、(2)所示的图形绕虚线旋转一周后形成的立体图形分别是由哪些简单几何体组成的?解图(1)、图(2)旋转后的图形如图所示分别是图①、图②.其中图①是由一个圆柱O1O2和两个圆台O2O3,O3O4组成的;图②是由一个圆锥O5O4,一个圆柱O3O4及一个圆台O1O3中挖去圆锥O2O1组成的.类型三旋转体中的有关计算命题角度1有关圆柱、圆锥、圆台的计算例3一个圆台的母线长为12 cm,两底面面积分别为4π cm2和25π cm2,求:(1)圆台的高;(2)将圆台还原为圆锥后,圆锥的母线长.解(1)圆台的轴截面是等腰梯形ABCD(如图所示).由已知可得O1A=2 cm,OB=5 cm.又由题意知,腰长为12 cm,所以高AM=122-(5-2)2=315(cm).(2)如图所示,延长BA,OO1,CD交于点S,设截得此圆台的圆锥的母线长为l,则由△SAO1∽△SBO,可得l-12l=25,解得l=20 cm.即截得此圆台的圆锥的母线长为20 cm.反思与感悟用平行于底面的平面去截柱、锥、台等几何体,注意抓住截面的性质(与底面全等或相似),同时结合旋转体中的经过旋转轴的截面(轴截面)的性质,利用相似三角形中的相似比,构设相关几何变量的方程组而得解.跟踪训练3如图,在底面半径为2,母线长为4的圆锥中内接一个高为3的圆柱,求圆柱的底面半径.解 设圆锥的底面半径为R ,圆柱的底面半径为r ,则由三角形相似, 得R -r R =342-22, 即1-r 2=12,解得r =1.即圆柱的底面半径为1.命题角度2 球的截面的有关计算例4 在球内有相距9 cm 的两个平行截面面积分别为49π cm 2和400π cm 2,求此球的半径. 解 ①若两截面位于球心的同侧,如图(1)所示的是经过球心O 的大圆截面,C ,C 1分别是两平行截面的圆心,设球的半径为R cm ,截面圆的半径分别为r cm ,r 1 cm.由πr 21=49π,得r 1=7(r 1=-7舍去), 由πr 2=400π,得r =20(r =-20舍去).在Rt △OB 1C 1中,OC 1=R 2-r 21=R 2-49,在Rt △OBC 中,OC =R 2-r 2=R 2-400.由题意可知OC 1-OC =9,即R 2-49-R 2-400=9, 解此方程,取正值得R =25.②若球心在两截面之间,如图(2)所示,OC 1=R 2-49,OC =R 2-400.由题意可知OC 1+OC =9,即R 2-49+R 2-400=9.整理,得R 2-400=-15,此方程无解,这说明第二种情况不存在. 综上所述,此球的半径为25 cm.反思与感悟 设球的截面圆上一点A ,球心为O ,截面圆心为O 1,则△AO 1O 是以O 1为直角顶点的直角三角形,解答球的截面问题时,常用该直角三角形或者用过球心和截面圆心的轴截面求解.跟踪训练4 设地球半径为R ,在北纬45°圈上有A 、B 两地,它们在纬度圈上的弧长等于24πR .求A ,B 两地间的球面距离.解 如图所示,A ,B 是北纬45°圈上的两点,AO ′为它的半径,O 为地球的球心,∴OO ′⊥AO ′,OO ′⊥BO ′. ∵∠OAO ′=∠OBO ′=45°, ∴AO ′=BO ′=OA ·cos 45°=22R . 设∠AO ′B 的度数为α, 则απ180°·AO ′=απ180°·22R =24πR ,∴α=90°. ∴AB =AO ′2+BO ′2=⎝⎛⎭⎫22R 2+⎝⎛⎭⎫22R 2=R . 在△AOB 中,AO =BO =AB =R ,则△AOB 为正三角形, ∴∠AOB =60°.∴A ,B 两地间的球面距离为60°πR 180°=π3R . 课堂小结1.圆柱、圆锥、圆台的关系如图所示.2.处理台体问题常采用还台为锥的补体思想. 3.处理组合体问题常采用分割思想.4.重视圆柱、圆锥、圆台的轴截面在解决几何问题中的特殊作用,切实体会空间几何平面化的思想. 教学检测1.下列几何体是台体的是( )【答案】D【解析】台体包括棱台和圆台两种,A的错误在于四条侧棱没有交于一点,B的错误在于截面与圆锥底面不平行.C是棱锥,结合棱台和圆台的定义可知D正确.2.下列选项中的三角形绕直线l旋转一周,能得到如下图中的几何体的是()【答案】B【解析】由题意知,所得几何体是组合体,上、下各一圆锥,显然B正确.3.下面几何体的截面一定是圆面的是()A.圆台B.球C.圆柱D.棱柱【答案】B【解析】截面可以从各个不同的部位截取,截得的截面都是圆面的几何体只有球.4.若一个圆锥的轴截面是等边三角形,其面积为3,则这个圆锥的母线长为________.【答案】2【解析】如图所示,设等边三角形ABC为圆锥的轴截面,由题意知圆锥的母线长即为△ABC的边长,且S△ABC=34AB2,∴3=34AB2,∴AB=2.故圆锥的母线长为2.5.湖面上浮着一个球,湖水结冰后,将球取出,冰上留下一个直径为24 cm,深为8 cm的空穴,则球的半径为________ cm.【答案】13【解析】设球的半径为R cm,由题意知,截面圆的半径r=12 cm,球心距d=(R-8)cm,由R2=r2+d2,得R2=144+(R-8)2,即208-16R=0,解得R=13 cm.。
高中数学必修二教案-圆柱、圆锥、圆台、球的结构特征、简单组合体的结构特征

1.1.2 简单组合体的结构特征整体设计教学分析立体几何是研究现实世界中物体的形状、大小与位置关系的学科,只有把我们周围的物体形状正确迅速分解开,才能清醒地认识几何学,为后续学习打下坚实的基础.简单几何体(柱体、锥体、台体和球)是构成简单组合体的基本元素.本节教材主要是为了让学生在学习了柱、锥、台、球的基础上,运用它们的结构特征来描述简单组合体的结构特征.三维目标1.掌握简单组合体的概念,学会观察、分析图形,提高空间想象能力和几何直观能力.2.能够描述现实生活中简单物体的结构,学会通过建立几何模型来研究空间图形,培养学生的数学建模思想.重点难点描述简单组合体的结构特征.课时安排1课时教学过程导入新课思路1.在我们的生活中,酒瓶的形状是圆柱吗?我们的教学楼的形状是柱体吗?钢笔、圆珠笔呢?这些物体都不是简单几何体,那么如何描述它们的结构特征呢?教师指出课题:简单几何体的结构特征.思路2.现实世界中的物体表示的几何体,除柱体、锥体、台体和球体等简单几何体外,还有大量的几何体是由简单几何体组合而成的,这些几何体叫做简单组合体,这节课学习的课题是:简单几何体的结构特征.推进新课新知探究提出问题①请指出下列几何体是由哪些简单几何体组合而成的.图1②观察图1,结合生活实际经验,简单组合体有几种组合形式?③请你总结长方体与球体能组合成几种不同的组合体.它们之间具有怎样的关系?活动:让学生仔细观察图1,教师适当时候再提示.①略.②图1中的三个组合体分别代表了不同形式.③学生可以分组讨论,教师可以制作有关模型展示.讨论结果:①由简单几何体组合而成的几何体叫做简单组合体.现实世界中,我们看到的物体大多由具有柱、锥、台、球等几何结构特征的物体组合而成.图1(1)是一个四棱锥和一个长方体拼接成的,这是多面体与多面体的组合体;图1(2)是一个圆台挖去一个圆锥构成的,这是旋转体与旋转体的组合体;图1(3)是一个球和一个长方体拼接成的,这是旋转体与多面体的组合体.②常见的组合体有三种:多面体与多面体的组合;多面体与旋转体的组合;旋转体与旋转体的组合.其基本形式实质上有两种:一种是由简单几何体拼接而成的简单组合体,如图1(1)和(3)所示的组合体;另一种是由简单几何体截去或挖去一部分而成的简单组合体,如图1(2)所示的组合体.③常见的球与长方体构成的简单组合体及其结构特征:1°长方体的八个顶点在同一个球面上,此时长方体称为球的内接长方体,球是长方体的外接球,并且长方体的对角线是球的直径;2°一球与正方体的所有棱相切,则正方体每个面上的对角线长等于球的直径;3°一球与正方体的所有面相切,则正方体的棱长等于球的直径.应用示例思路1例1 请描述如图2所示的组合体的结构特征.图2活动:回顾简单几何体的结构特征,再将各个组合体分解为简单几何体.依据柱、锥、台、球的结构特征依次作出判断.解:图2(1)是由一个圆锥和一个圆台拼接而成的组合体;图2(2)是由一个长方体截去一个三棱锥后剩下的部分得到的组合体;图2(3)是由一个圆柱挖去一个三棱锥剩下的部分得到的组合体.点评:本题主要考查简单组合体的结构特征和空间想象能力.变式训练如图3所示,一个圆环绕着同一个平面内过圆心的直线l旋转180°,想象并说出它形成的几何体的结构特征.图3答案:一个大球内部挖去一个同球心且半径较小的球.例2 连接正方体的相邻各面的中心(所谓中心是指各面所在正方形的两条对角线的交点),所得的一个几何体是几面体?并画图表示该几何体.活动:先画出正方体,然后取各个面的中心,并依次连成线观察即可.连接相应点后,得出图形如图4(1),再作出判断.(1) (2)图4解:如图4(1),正方体ABCD—A1B1C1D1,O1、O2、O3、O4、O5、O6分别是各表面的中心.由点O1、O2、O3、O4、O5、O6组成了一个八面体,而且该八面体共有6个顶点,12条棱.该多面体的图形如图4(2)所示.点评:本题中的八面体,事实上是正八面体——八个面都是全等的正三角形,并且以每个顶点为其一端,都有相同数目的棱.由图还可见,该八面体可看成是由两个全等的四棱锥经重合底面后而得到的,而且中间一个四边形O2O3O4O5还是正方形,当然其他的如O1O2O6O4等也是正方形.为了增强立体效果,正方体应画得“正”些,而八面体的放置应稍许“倾斜”些,并且“后面的”线,即被前面平面所遮住的线,如图中的O1O5、O6O5、O5O2、O5O4应画成虚线. 变式训练连接上述所得的几何体的相邻各面的中心,试问所得的几何体又是几面体?答案:六面体(正方体).思路2例1 已知如图5所示,梯形ABCD中,AD∥BC,且AD<BC,当梯形ABCD绕BC所在直线旋转一周时,其他各边旋转围成的一个几何体,试描述该几何体的结构特征.图5 图6活动:让学生思考AB、AD、DC与旋转轴BC是否垂直,以此确定所得几何体的结构特征.解:如图6所示,旋转所得的几何体是两个圆锥和一个圆柱拼接成的组合体.点评:本题主要考查空间想象能力以及旋转体、简单组合体.变式训练如图7所示,已知梯形ABCD中,AD∥BC,且AD<BC,当梯形ABCD绕AD所在直线旋转一周时,其他各边旋转围成的一个几何体,试描述该几何体的结构特征.图7 图8答案:如图8所示,旋转所得的几何体是一个圆柱挖去两个圆锥后剩余部分而成的组合体. 例2 如图9(1)、(2)所示的两个组合体有什么区别?图9活动:让学生分组讨论和思考,教师及时点拨和评价学生.解:图9(1)所示的组合体是一个长方体上面又放置了一个圆柱,也就是一个长方体和一个圆柱拼接成的组合体;而图9(2)所示的组合体是一个长方体中挖去了一个圆柱剩余部分构成的组合体.点评:考查空间想象能力和组合体的概念.变式训练如图10,说出下列物体可以近似地看作由哪几种几何体组成?图10答案:图10(1)中的几何体可以看作是由一个圆柱和一个圆锥拼接而成;图10(2)中的螺帽可以近似看作是一个正六棱柱中挖掉一个圆柱构成的组合体.知能训练1.(2005湖南数学竞赛,9)若干个棱长为2、3、5的长方体,依相同方向拼成棱长为90的正方体,则正方体的一条对角线贯穿的小长方体的个数是()A.64B.66C.68D.70分析:由2、3、5的最小公倍数为30,由2、3、5组成的棱长为30的正方体的一条对角线穿过的长方体为整数个,所以由2、3、5组成棱长为90的正方体的一条对角线穿过的小长方体的个数应为3的倍数.答案:B2.图11是一个奖杯,可以近似地看作由哪几种几何体组成?图11答案:奖杯的底座是一个正棱台,底座的上面是一个正四棱柱,奖杯的最上部,在正棱柱上底面的中心放着一个球.拓展提升1.请想一想正方体的截面可能是什么形状的图形?活动:静止是相对的,运动是绝对的,点动成线,线动成面.用运动的观点看几何问题的形成,容易建立空间想象力,这样对于分割和组合图形是有好处的.明确棱柱、棱锥、棱台等多面体的定义及圆柱、圆锥、圆台的生成过程,以及柱、锥、台的相互关系,对于我们正确的割补图形也是有好处的.对于正方体的分割,可通过实物模型,实际切割实验,还可借助于多媒体手段进行切割实验.对于切割所得的平面图形可根据它的定义进行证明,从而判断出各个截面的形状.探究:本题考查立体几何的空间想象能力,通过尝试、归纳,可以有如下各种肯定或否定性的答案:(1)截面可以是三角形:等边三角形、等腰三角形、一般三角形.(2)截面三角形是锐角三角形,截面三角形不能是直角三角形、钝角三角形.(3)截面可以是四边形:平行四边形、矩形、菱形、正方形、梯形、等腰梯形;截面为四边形时,这个四边形至少有一组对边平行.(4)截面不能是直角梯形.(5)截面可以是五边形:截面五边形必须有两组分别平行的边,同时有两个角相等;截面五边形不可能是正五边形.(6)截面可以是六边形:截面六边形必须有分别平行的边,同时有两个角相等.(7)截面六边形可以是等角(均为120°)的六边形,即正六边形.截面图形如图12中各图所示:图12课堂小结本节课学习了简单组合体的概念和结构特征. 作业习题1.1 A组第3题;B组第2题.。
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《圆柱、圆锥、圆台、球及简单组合体的结构特征》教学设计一、教学目标
✧知识与技能:、通过实物操作,增强学生的直观感知。
、能根据几何结构特征对空间物体进行分类。
、会用语言概述圆柱、圆锥、圆台、球的结构特征。
、理解简单组合体的概念,会表示生活中见到的几何体的主要几何特征。
✧过程与方法:、让学生通过直观感受空间物体,从实物中概括出圆柱、圆锥、
圆台、球的几何结构特征。
、让学生感受圆柱、圆锥、圆台之间的关系;
、让学生观察、讨论、归纳、概括所学的知识。
✧情感态度与价值观:、使学生感受空间几何体存在于现实生活周围,增强学生
学习的积极性,感悟数学的应用价值,同时提高学生的观察能力。
、培养学生的空间想象能力和抽象括能力。
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。
三、教学用具
、实物图片模型、几何画板、幻灯片。
四、教学过程
◆温故而知新
想一想:棱柱、棱锥、棱台各有什么几何结构特征?棱柱、棱锥、棱台都是多面体,三者关系如何?当底面发生变化时,它们能否相互转化?
看一看:下面这些几何体是如何形成的?它们的结构特征是什么?
◆ 探究新知阅读课本第、页,回答下列问题
● 探究一、圆柱( )的结构特征
思考:圆柱是怎样形成的?它是由几个面围成的?面与面相交形成了几条交线?交线是什么图形? 生活中你见到的圆柱体还有哪些?
思考:什么是圆柱的轴、底面、侧面、母线?请你结合定义在上面的图中标示这些量。
“在圆柱的上下底面上各取一点,这两点的连线是圆柱的母线.”这句话正确吗?上图的圆柱可记作:
讲解:圆柱的定义:以矩形的一边所在的直线为旋转轴,其余三边旋转形成的面所围成的旋
转体,我们称它为圆柱。
圆柱的轴:旋转轴;
圆柱的面:垂直于轴的边旋转而成的圆面叫做圆柱的底面;平行于轴的边旋转而成的曲面叫做圆柱的侧面;
圆柱的母线:无论旋转到什么位置,不垂直于轴的边都叫做母线。
圆柱的表示方法:圆柱用表示它的轴的字母表示,如图可表示为圆柱O O /。
(让学生据一些生活中的实例,帮助理解) 注:圆柱和棱柱统称为柱体。
O O
记作:圆柱
思考:圆柱的结构特征是什么?
答:、上下两个底面都是圆形,且大小相等,为等圆;其侧面展开图是一个矩形。
、以矩形的一边所在直线为旋转轴,其余三边旋转形成的面所围成的旋转体 ● 探究二、圆锥( )的结构特征 思考:圆锥是怎样形成的?“以直角三角形的一边所在直线为旋转轴旋转而形成的几何体叫圆锥”这句话正确吗?生活中你见到的圆锥还有哪些?
圆锥的定义:以直角三角形的一条直角边所在的直线为旋转轴,其余两边旋转形成的面所围成旋转体;
思考:什么是圆锥的轴、底面、侧面、母线?请你结合定义在上面的图中标示这些量。
上图的圆锥可记作:
圆锥圆柱一样有轴、底面、侧面和母线,让学生自己在图上标示出来。
同时注意它们的表示方法。
轴:旋转轴
底面:垂直于轴的边旋转而成的圆面 侧面:斜边旋转而成的曲面 母线:斜边在旋转中的任何位置 注:棱锥和圆锥统称为椎体;
思考:圆锥的结构特征是什么?
、以直角三角形的一条直角边所在的直线为旋转轴,其余两边旋转形成的面所围成旋
转体;
2、 有一个底面,且底面为一个圆;其侧面展开图是一个扇形; ● 探究三、圆台( )的结构特征 思考:圆台是怎样形成的?“以直角梯形的一腰所在的直线为旋转轴旋转所得的几何体为圆台”这句话正确吗?生活中你见到的圆台还有哪些?
SO
记作:圆锥
圆台:与棱台类似,用平行于圆锥底面的平面去截圆锥,底面与截面之间的部分叫做圆台。
注:棱台和圆台统称为台体。
思考:什么是圆台的轴、底面、侧面、母线?请你结合定义在上图中标示这些量。
上图的圆台可记作:
思考:圆台的结构特征是什么? 、有上下两个底面,且上下两个底面是大小不同的圆;其侧面展开图是一个扇形; 、以直角梯形的直角腰所在直线为旋转轴,其余三边旋转所形成的几何体。
注:圆台和棱台统称台体
注意:、所有母线的延长线必须交于同一点。
、定义提供了研究圆台的方法转化为圆锥问题。
✧ 想一想: 圆柱、圆锥、圆台有哪些相同点和不同点?三者关系如何?当底面发生变化时,它们能否相互转化?
答:圆台的上底面扩大,使上下底面全等,就是圆柱;上底面缩
为一个点就是圆锥。
● 探究四、球 ( )的结构特征
思考:现实生活中有哪些物体是球状几何体?球是怎样形成的?
思考:什么是球的球心、半径、直径?在上图中标示。
上图的球可记作:
球体:以半圆的直径所在的直线为旋转轴,半圆面旋转一周形成的旋转体叫做球体。
简称球。
球心:半圆的圆心;半径:半圆的半径;直径:半圆的直径。
球体的表示方法:常用表示球心的字母O 表示,如图可表示为球O 。
注意区别球面和球体是两个不同的概念。
思考:球的结构特征是什么?
O O
记作:圆台
以半圆的直径所在的直线为旋转轴,半圆面旋转一周形成的旋转体叫做球
注意:在讲上述几个旋转体时,要讲清其生成的过程!即怎样的平面图形绕平面图形的哪条边所在直线旋转而成。
练一练:对下列几何体分类:
●探究五、什么是旋转体?(见投影)
一条平面曲线绕着它所在的平面内的一条定直线旋转所形成的曲面叫作旋转面。
封闭的旋转面围成的几何体叫作旋转体。
●探究六、简单组合体的结构特征
现实世界中几何体的形状各种各样,除了柱、锥、台和球体等简单几何体外,还有大量的几何体是由这些简单几何体组合而成的,这些几何体叫做简单组合体.
思考:日常生活中我们常用到的日用品,比如:消毒液、暖瓶、洗洁精等的主要几何结构特征是什么?
思考:试说出下列几何体的主要结构特征。
想一想简单组合体有哪些构成形式?
简单组合体的构成有两种基本形式:
一种是由简单几何体拼接而成,一种是由简单的几何体截去或挖去一部分而成。
课堂小结:
、你明白圆柱、圆锥、圆台、球的结构特征了吗?你能识别这些几何体了吗?填写下表
、由柱、锥、台、球组成了一些简单的组合体.认识它们的结构特征要注意整体与部分的关系.
作业:
课本第页练习、、题;第页、、题。