1[1].1.3圆柱、圆锥、圆台和球
圆柱圆锥圆台球简单组合体的结构特征ppt课件
B
A 图1
B A
图2
B
A 图3
·
·
·
·
·
例1.如图，将直角梯形ABCD绕AB所在的直线
旋转一周，由此生成的几何体是由哪些简单几
何体构成？
D
C
A
B
D
C
A
B
练习：
1、判断下列几何体是否是圆柱、圆锥、圆台
（1） ×
（2） ×
.
（3） ×
28
例2.指出图⑴，⑵中的几何体是由哪些简单几 何体构成的？
⑴
⑵
请仿照圆柱中的相关定义给出圆锥中的相关定义. 表示方法：圆锥也用表示它的轴的字母表示，如圆锥SO.
【提升总结】 圆锥具有的几何结构特征 （1）底面是圆面. （2）侧面展开图是以母线长为半径的扇形面. （3）母线相交于顶点. （4）平行于底面的截面是与底面平行且半径不相等 的圆面. （5）轴截面是等腰三角形面．
旋转而成的圆面叫做
圆柱的底面；
侧面：平行于轴的边
母线
旋转而成的曲面叫做 圆柱的侧面；
轴 圆柱体 底面
母线：无论旋转到什么位置，不垂直于轴的边都
叫做圆柱侧面的母线．
表示方法：圆柱用表示它的轴的字母表示，如圆柱O′O.
【即时训练】
圆柱的母线长为10，则其高等于( B )
A．5
B．10
C．20
D．不确定
直径
球心
O
半径
球的结构特征
思考:用一个平面去截一个球，截面是什么 图形？
O
【即时训练】 有下列说法： ①球的半径是球面上任意一点与球心的连线； ②球的直径是球面上任意两点间的连线； ③用一个平面截一个球，得到的是一个圆． 其中正确说法的序号是____①____．
圆柱、圆锥、圆台、球的表面积和体积 课件-高一下学期数学人教A版(2019)必修第二册
1
= h(r 2 rr r 2 )
3
（五）布置作业
1、课本P119练习1-4题
2、阅读121-123探究与发现，思考如何利用祖暅原理
推导球的体积
(1)如何根据圆柱的展开图,求圆柱的表面积?
圆柱的侧面展开图是矩形,长是圆柱底面圆周长,宽是圆柱的高(母
线).设圆柱的底面半径为r,母线长为l,
则S圆柱侧=2πrl,S圆柱表=2πr(r+l),其中r为圆柱底面半径,l为母线长.
(2)如何根据圆锥的展开图,求圆锥的表面积?
圆锥的侧面展开图为一个扇形,半径是圆锥的母线长,弧长等于圆锥底面
.
答案:20π
1
2
2×3=20π.
解析:圆柱的底面半径是2,高为4,圆锥底面半径是2,高为3,则V=π×2 ×4+ ×π×2
3
3、球的表面积、体积
设球的半径为R，它的表面积只与半径R有关，是以R为自变量的函数.
事实上，如果球的半径为R，那么它的表面积是
问题8：小学，我们学习了圆的面积公式，你还记得是如何求得的吗？类比这种方法
1
周长,侧面展开图扇形面积为 2×2πrl=πrl,
∴S圆锥侧=πrl,S圆锥表=πr(r+l),其中r为圆锥底面半径,l为母线长.
(3)如何根据圆台的展开图,求圆台的表面积?
圆台的侧面展开图是一个扇环，内弧长等于圆台上底周长，外弧长
l'
等于圆台下底周长
xl r
x r'
r'
x
l
r r'
体”，则它的体积是
VO ABCD
1
S ABCD R ．
3
圆柱、圆锥、圆台、球的表面积和体积 课件-高一数学人教A版(2019)必修第二册
二、圆柱、圆锥、圆台的体积
例2 (1)(多选)圆柱的侧面展开图是长12 cm，宽8 cm的矩形，则这个
圆柱的体积可能是
√288 A. π
cm3
√192 B. π
cm3
C.288π cm3
D.192π cm3
解析 当圆柱的高为 8 cm 时，V＝π×122π2×8＝2π88(cm3)， 当圆柱的高为 12 cm 时，V＝π×28π2×12＝1π92(cm3).
V柱 Sh
V柱
1 3
Sh
1 V台 3 (S
SS' S' )h
复习 棱柱、棱锥、棱台的表面积：
围成它们的各个面的面积的和，即侧面积+底面积
我们知道了多面体的表面积，那你认为旋转体——圆柱、圆锥、圆 台、球的表面积又是怎样的呢？
圆柱、圆锥、圆台的表面积是围成它们的各个面的面积和,即 侧面积+底面积
变式2 (1)设圆台的高为3，如图，在轴截面中母线AA1与底面直径AB的夹角为60°， 轴截面中的一条对角线垂直于腰，则圆台的体积为________.
解析 设上、下底面半径，母线长分别为r，R，l.
作A1D⊥AB于点D， 则A1D＝3，∠A1AB＝60°， 又∠BA1A＝90°， ∴∠BA1D＝60°，
1 3
Sn
R
1 3
R(Si
S2
S3
...
Sn
)
1 3
RS
因为 S 4πR2 所以球的体积为 V 4 R3
3
Si
hi
Vi
Si
R
O
Vi
2
PART TWO
题型探究
题型一 求圆柱、圆锥、圆台的表面积 【例1】 圆锥的高和底面半径相等，它的一个内接圆柱的高和圆柱底面半径也相等.
圆柱、圆锥、圆台、球的表面积和体积
8． 3.2 圆柱、圆锥、圆台、球的表面积和体积 学习指导核心素养1.知道圆柱、圆锥、圆台、球的表面积和体积公式．2.能用表面积和体积公式解决简单的实际问题．直观想象、数学运算：利用公式计算圆柱、圆锥、圆台、球的表面积与体积．[学生用书P75]1．圆柱、圆锥、圆台的表面积圆柱底面积：S 底＝πr 2侧面积：S 侧＝2πrl 表面积：S ＝2πr (r ＋l ) 圆锥底面积：S 底＝πr 2侧面积：S 侧＝πrl 表面积：S ＝πr (r ＋l ) 圆台上底面面积：S 上底＝πr ′2 下底面面积：S 下底＝πr 2侧面积：S 侧＝πl (r ＋r ′)表面积： S ＝π(r ′2＋r 2＋r ′l ＋rl )2.圆柱、圆锥、圆台的体积 V 圆柱＝πr 2h (r 是底面半径，h 是高)， V 圆锥＝13πr 2h (r 是底面半径，h 是高)，V 圆台＝13 πh (r ′2＋r ′r ＋r 2)(r ′，r 分别是上、下底面半径，h 是高).3．球的表面积和体积 表面积：S ＝4πR 2． 体积：V ＝43πR 3．1．圆柱、圆锥、圆台的侧面积公式之间有什么关系？ 提示：S 圆柱侧＝2πrl ――→r ′＝rS 圆台侧＝π(r ′＋r )l ――→r ′＝0S 圆锥侧＝πrl . 2．球面能展开成平面图形吗？ 提示：不能展开成平面图形．1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)圆柱的侧面面积等于底面面积与高的积．( )(2)圆柱、圆锥、圆台的展开图分别是一个矩形、扇形、扇环．( ) (3)决定球的大小的因素是球的半径．( )(4)球面被经过球心的平面截得的圆的半径等于球的半径．( ) 答案：(1)× (2)× (3)√ (4)√2．若圆锥的底面半径为3 ，高为1，则圆锥的体积为( ) A ．π3B ．π2C ．πD ．2π答案：C3．若一个球的直径为 2，则此球的表面积为( ) A ．2π B ．16π C ．8π D ．4π解析：选D ．因为球的直径为 2，所以球的半径为 1，所以球的表面积 S ＝4πR 2＝4π.4．圆柱的侧面展开图是长 12 cm ，宽 8 cm 的矩形，则这个圆柱的体积为( ) A ．288π cm 3B ．192πcm 3C ．288π cm 3或192π cm 3D ．192π cm 3解析：选 C ．当圆柱的高为 8 cm 时， V ＝π×⎝⎛⎭⎫122π 2×8＝288π (cm 3)，当圆柱的高为 12 cm 时，V ＝π×⎝⎛⎭⎫82π 2×12＝192π(cm 3). [学生用书P75]探究点1 圆柱、圆锥、圆台的表面积 [问题探究]求圆柱、圆锥、圆台的表面积时，关键是什么？探究感悟：求圆柱、圆锥的表面积时，关键是求其母线长与底面的半径；求圆台的表面积时，关键是求其母线长与上、下底面的半径．(1)若圆锥的高为3，底面半径为4，则此圆锥的表面积为( ) A ．40π B ．36π C ．26πD ．20π(2)圆台的上、下底面半径和高的比为1∶4∶4，若母线长为10，则圆台的表面积为( ) A ．81π B ．100π C ．168πD ．169π【解析】 (1)圆锥的母线l ＝32＋42 ＝5，所以圆锥的表面积为π×42＋π×4×5＝36π.故选B.(2)圆台的轴截面如图所示，设上底面半径为r ，下底面半径为R ，则它的母线长为l ＝h 2＋（R －r ）2 ＝（4r ）2＋（3r ）2 ＝5r ＝10，所以r ＝2，R ＝8.故S 侧＝π(R ＋r )l ＝π×(8＋2)×10＝100π，S 表＝S 侧＋πr 2＋πR 2＝100π＋4π＋64π＝168π.故选C.【答案】 (1)B (2)C圆柱、圆锥、圆台的表面积的求解步骤解决圆柱、圆锥、圆台的表面积问题，要利用好旋转体的轴截面及侧面展开图，借助于平面几何知识，求得所需几何要素，代入公式求解即可，基本步骤如下：(1)得到空间几何体的展开图； (2)依次求出各个平面图形的面积； (3)将各平面图形的面积相加．1．若一个圆柱的轴截面是面积为9的正方形，则这个圆柱的侧面积为( ) A ．9π B ．12π C ．272πD ．454π解析：选A.由于圆柱的轴截面是面积为9的正方形，则h ＝2r ＝3，所以圆柱的侧面积为2πr ·h ＝9π.2.如图，已知直角梯形ABCD ，BC ∥AD ，∠ABC ＝90°，AB ＝5，BC ＝16，AD ＝4，求以BC 所在直线为轴旋转一周所得几何体的表面积．解：以BC 所在直线为轴旋转一周所得几何体是圆柱和圆锥的组合体，如图．其中圆锥的高为16－4＝12，圆柱的母线长为AD ＝4，圆锥的母线长CD ＝13，故该几何体的表面积为2π×5×4＋π×52＋π×5×13＝130π.探究点2 圆柱、圆椎、圆台的体积(2021·贵州安顺高二期末)若一个圆锥的侧面展开图是半径为3，圆心角为120°的扇形，求该圆锥的体积．【解】 设圆锥底面半径为r ，则由题意得2πr ＝120180·π·3，解得r ＝1.所以底面面积为S ＝πr 2＝π. 又圆锥的高h ＝32－12 ＝22 ，故圆锥的体积V ＝13 Sh ＝13 ×π×22 ＝223π.求圆柱、圆锥、圆台的体积问题，一是要牢记公式，然后观察空间图形的构成，是单一的旋转体，还是组合体；二是注意旋转体的构成，以及圆柱、圆锥、圆台轴截面的性质，从而找出公式中需要的各个量，代入公式计算．1．圆台上、下底面面积分别是π，4π，侧面积是6π，则这个圆台的体积是( ) A ．233 πB ．2 3C ．736πD ．733π解析：选D.S 1＝π，S 2＝4π，所以r ＝1，R ＝2，S 侧＝6π＝π(r ＋R )l ，所以l ＝2，所以h＝3 .所以V ＝13 π(1＋4＋2)×3 ＝733π.故选D.2．若一圆柱与圆锥的高相等，且轴截面面积也相等，那么圆柱与圆锥的体积的比值为( )A ．1B ．12C ．32D ．34解析：选D.设圆柱底面圆半径为R ，圆锥底面圆半径为r ，高都为h ，由已知得2Rh ＝rh ，所以r ＝2R ，所以V 柱∶V 锥＝πR 2h ∶13πr 2h ＝3∶4，故选D.探究点3 球的表面积与体积 [问题探究]用一个平面去截球体，截面是什么形状？该截面的几何量与球的半径之间有什么关系？ 探究感悟：用一个平面去截球体，截面是圆面．在不过球心的截面图中，截面圆与球的轴截面的关系如图所示．其关系为R 2＝d 2＋r 2.用与球心距离为1的平面去截球，所得截面圆的面积为π，则球的表面积为( ) A ．8π3B ．32π3C ．8πD ．82π3【解析】 设球的半径为R ，则截面圆的半径为R 2－1 ，所以截面圆的面积为S ＝π(R 2－1 )2＝(R 2－1)π＝π，所以R 2＝2，所以球的表面积S ＝4πR 2＝8π.故选C. 【答案】 C(1)球的表面积和体积的求解关键因为球的表面积和体积都与球的半径有关，所以在解答这类问题时，设法求出球的半径是解题的关键．(2)球的截面问题的解题技巧①有关球的截面问题，常画出过球心的截面圆，将问题转化为平面中圆的问题． ②解题时要注意借助球半径R 、截面圆半径r 、球心到截面的距离d 构成的直角三角形，即R 2＝d 2＋r 2.1．(2021·江苏徐州高一期中)一个球的表面积是16π，那么这个球的体积为( ) A ．163 πB ．323 πC ．643πD ．2563π解析：选B.设这个球的半径为R ，则4πR 2＝16π，解得R ＝2，所以这个球的体积V ＝43 πR 3＝323π.故选B. 2．两个球的半径相差 1，表面积之差为 28π，则它们的体积之和为________． 解析：设大、小两球半径分别为 R ，r ，则⎩⎪⎨⎪⎧R －r ＝1，4πR 2－4πr 2＝28π，所以⎩⎪⎨⎪⎧R ＝4，r ＝3.所以体积之和为 43 πR 3＋43 πr 3＝364π3 .答案：364π3探究点4 与球有关的切、接问题(1)一个长方体的各个顶点均在同一球的球面上，且一个顶点上的三条棱的长分别为 1，2，3，则此球的表面积为________．(2)如图，在圆柱O 1O 2内有一个球O ，该球与圆柱的上、下底面及母线均相切，记圆柱O 1O 2的体积为V 1，球O 的体积为V 2，则V 1V 2的值是________．【解析】 (1)长方体外接球直径长等于长方体体对角线长，即 2R ＝12＋22＋32 ＝14 ，所以球的表面积 S ＝4πR 2＝14π.(2)设球O 的半径为r ，则圆柱的底面半径为r ，高为2r ，所以V 1V 2 ＝πr 2·2r 43πr 3 ＝32.【答案】 (1)14π (2)32(1)常见几何体与球的切、接问题的解题策略①处理有关几何体外接球或内切球的相关问题时，要注意球心的位置与几何体的关系．一般情况下，由于球的对称性，球心总在特殊位置，比如中心、对角线的中点等．②解决此类问题的实质就是根据几何体的相关数据求球的直径或半径，关键是根据“切点”和“接点”作出轴截面图，把空间问题转化为平面问题来计算．(2)几个常用结论①球内切于正方体，切点为正方体各个面的中心，正方体的棱长等于球的直径． ②球外接于正方体，正方体的顶点均在球面上，正方体的体对角线长等于球的直径． ③球与圆柱的底面和侧面均相切，则球的直径等于圆柱的高，也等于圆柱底面圆的直径．将棱长为 2 的正方体木块削成一个体积最大的球，则该球的体积为( )A ．4π3B ．2π3C ．3π2D ．π6解析：选A.由题意知，此球是正方体的内切球，根据其几何特征知，此球的直径与正方体的棱长是相等的，故可得球的直径为 2，故半径为 1，其体积是43 ×π×13＝4π3.[学生用书P77]1．已知圆柱的底面半径r ＝1，母线长l 与底面的直径相等，则该圆柱的表面积为( ) A ．6π B ．8π C ．9πD ．10π解析：选A.因为圆柱的表面积为2πr 2＋2πrl ，r ＝1，l ＝2，所以圆柱的表面积为6π.故选A.2．若球的大圆面积扩大为原来的2倍，球的体积扩大为原来的( ) A ．8倍 B ．4倍 C ．22 倍D ．2倍解析：选C.球的大圆面积扩大为原来的2倍，则球的半径扩大为原来的2 倍，所以球的体积扩大为原来的22 倍．3．设三棱柱的侧棱垂直于底面，所有棱的长都为 a ，顶点都在一个球面上，则该球的表面积为( )A ．πa 2B ．73 πa 2C ．113πa 2D ．5πa 2解析：选B.由题意知，该三棱柱为正三棱柱，且侧棱与底面边长相等，均为 a ．如图，P 为三棱柱上底面的中心，O 为球心，易知 AP ＝23 ×32 a ＝33 a ，OP ＝12a ，所以球的半径 R ＝ OA 满足R 2＝⎝⎛⎭⎫33a 2 ＋⎝⎛⎭⎫12a 2＝712 a 2，故 S 球＝4πR 2＝73 πa 2.4．已知圆台上、下底面半径分别为1，2，高为3，则圆台的体积为__________． 解析：由公式知V 圆台＝13 π(1＋2＋4)×3＝7π.答案：7π5．如图所示，在边长为4的正三角形ABC 中，E ，F 分别是AB ，AC 的中点，AD ⊥BC ，EH ⊥BC ，FG ⊥BC ，D ，H ，G 为垂足，若将正三角形ABC 绕AD 旋转180°，求阴影部分形成的几何体的体积．解：由题意知，旋转后几何体是一个圆锥，从下面挖去一个圆柱，且圆锥的底面半径为2，高为23 ，圆柱的底面半径为1，高为3 .所求旋转体的体积为大圆锥的体积减去里面小圆柱的体积，即V 旋转体＝13 ×π×22×23 －π×12×3 ＝533 π，故所求旋转体的体积为533π. [学生用书P217(单独成册)][A 基础达标]1．在△ABC 中，AB ＝4，BC ＝3，AC ＝5，现以AB 所在直线为轴旋转一周，则所得几何体的表面积为( )A ．24πB ．21πC ．33πD ．39π解析：选A.因为在△ABC 中，AB ＝4，BC ＝3，AC ＝5，所以△ABC 是以∠B 为直角的直角三角形，故以AB 所在直线为轴旋转一周得到的几何体为圆锥，所以圆锥的底面半径为3，母线长为5，所以底面周长为6π，侧面积为12 ×6π×5＝15π，所以几何体的表面积为15π＋π×32＝24π.故选A.2．两个球的体积之比为8∶27，那么这两个球的表面积之比为( ) A ．2∶3 B ．4∶9 C ．2 ∶3D ．8 ∶27解析：选B.设两个球的半径分别为r ，R ，则⎝⎛⎭⎫43πr 3 ∶⎝⎛⎭⎫43πR 3 ＝r 3∶R 3＝8∶27， 所以r ∶R ＝2∶3，所以S 1∶S 2＝r 2∶R 2＝4∶9.3．(多选)如图，一个圆柱和一个圆锥的底面直径和它们的高都与一个球的直径2R 相等，则下列结论正确的是( )A ．圆柱的侧面积为2πR 2B ．圆锥的侧面积为2πR 2C ．圆柱的侧面积与球面面积相等D ．圆柱、圆锥、球的体积之比为3∶1∶2解析：选CD.依题意得球的半径为R ，则圆柱的侧面积为2πR ×2R ＝4πR 2，所以A 错误；圆锥的侧面积为πR ×5 ·R ＝5 πR 2，所以B 错误；球面面积为4πR 2，因为圆柱的侧面积为4πR 2，所以C 正确；因为V 圆柱＝πR 2·2R ＝2πR 3，V 圆锥＝13 πR 2·2R ＝23 πR 3，V 球＝43 πR 3，所以V 圆柱∶V 圆锥∶V 球＝2πR 3∶23 πR 3∶43πR 3＝3∶1∶2，所以D 正确．故选CD.4．将半径为R 的半圆卷成一个圆锥，则它的体积是( ) A ．524 πR 3 B ．58 πR 3 C ．324πR 3 D ．38πR 3 解析：选C.设圆锥的底面半径为r ，则2πr ＝πR ，所以r ＝R2 .所以圆锥的高h ＝R 2－r 2 ＝32R . 所以圆锥的体积V ＝13 πr 2×h ＝13 π(R 2 )2×32 R ＝324πR 3.故选C.5．若两球的体积之和是 12π，经过两球球心的截面圆周长之和为 6π，则两球的半径之差为( )A ．1B ．2C ．3D ．4解析：选 A ．设两球的半径分别为 R ，r (R >r )，则由题意得⎩⎪⎨⎪⎧4π3R 3＋4π3r 3＝12π，2πR ＋2πr ＝6π，解得⎩⎪⎨⎪⎧R ＝2，r ＝1.故 R －r ＝1. 6．一个高为2的圆柱，底面周长为2π，该圆柱的表面积为________.解析：由底面周长为2π可得底面半径为1.S 底＝πr 2＝π，S 侧＝2πr ·h ＝4π，所以S 表＝2S底＋S 侧＝6π.答案：6π7．表面积为3π的圆锥，它的侧面展开图是一个半圆，则该圆锥的底面直径为________． 解析：设圆锥的母线为l ，圆锥底面半径为r ，由题意可知，πrl ＋πr 2＝3π，且πl ＝2πr .解得r ＝1，即圆锥的底面直径为2.答案：28.圆柱形容器内盛有高度为8 cm 的水，若放入三个相同的铁球(球的半径与圆柱的底面半径相同)后，水恰好淹没最上面的铁球(如图所示)，则铁球的半径是________cm.解析：设铁球的半径为x cm ，由题意得πx 2×8＝πx 2×6x －43 πx 3×3，解得x ＝4.答案：49．某组合体的直观图如图所示，它的中间为圆柱形，左右两端均为半球形，若图中r ＝1，l ＝3，试求该组合体的表面积和体积．解：该组合体的表面积S ＝4πr 2＋2πrl ＝4π×12＋2π×1×3＝10π， 该组合体的体积V ＝43 πr 3＋πr 2l ＝43 π×13＋π×12×3＝13π3.10．已知一个圆锥的底面半径为R ，高为H ，在其内部有一个高为x 的内接圆柱． (1)求圆柱的侧面积；(2)x 为何值时，圆柱的侧面积最大？解：(1)作圆锥的轴截面，如图所示．因为rR ＝H －x H，所以r ＝R －RH x ，所以S 圆柱侧＝2πrx ＝2πRx －2πR Hx 2(0<x <H ). (2)因为－2πRH<0，所以当x ＝2πR 4πR H＝H2 时，S 圆柱侧最大．故当x ＝H2时，即圆柱的高为圆锥高的一半时，圆柱的侧面积最大．[B 能力提升]11．一个球与一个正三棱柱的三个侧面和两个底面都相切，已知这个球的体积为323 π，那么这个正三棱柱的体积是( )A ．963B ．163C ．243D ．483解析：选D.由题意可知正三棱柱的高等于球的直径，从棱柱中间平行棱柱底面截得球的大圆内切于正三角形，正三角形与棱柱底面三角形全等，设三角形边长为a ，球半径为r ，由V 球＝43 πr 3＝323 π，得r ＝2.由S 柱底＝12 a ×r ×3＝34 a 2，得a ＝23 r ＝43 ，所以V 柱＝S柱底·2r ＝483 .12．如图，一个盛满溶液的玻璃杯，其形状为一个倒置的圆锥，现放一个球状物体完全浸没于杯中，球面与圆锥侧面相切，且与玻璃杯口所在平面相切，则溢出溶液的体积为( )A ．8327 πB ．4327 πC ．16327πD ．32327π解析：选D.由题意，设球的半径为r ，作出玻璃杯的轴截面，可得一个半径为r 的圆内切于一个边长为4的等边三角形，此等边三角形的高h ＝23 .根据中心(重心)的性质可得，球的半径r ＝13 h ＝233 ，所以球的体积V ＝43 πr 3＝43 π×⎝⎛⎭⎫233 3 ＝32327 π.即溢出溶液的体积为32327π，故选D.13.(多选)如图所示，△ABC 的三边长分别是AC ＝3，BC ＝4，AB ＝5，过点C 作CD ⊥AB ，垂足为D ，下列说法正确的是( )A ．以BC 所在直线为轴，将此三角形旋转一周，所得旋转体的侧面积为15πB ．以BC 所在直线为轴，将此三角形旋转一周，所得旋转体的体积为36π C ．以AC 所在直线为轴，将此三角形旋转一周，所得旋转体的侧面积为25πD ．以AC 所在直线为轴，将此三角形旋转一周，所得旋转体的体积为16π解析：选AD.以BC 所在直线为轴旋转时，所得旋转体为底面半径为3，母线长为5，高为4的圆锥，所以侧面积为π×3×5＝15π，体积为13 ×π×32×4＝12π，所以A 正确，B 错误；以AC 所在直线为轴旋转时，所得旋转体为底面半径为4，母线长为5，高为3的圆锥，侧面积为π×4×5＝20π，体积为13×π×42×3＝16π，所以C 错误；D 正确．故选AD.14．在长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中，AB ＝BC ＝2，过A 1，C 1，B 三点的平面截去长方体的一个角后，得到如图所示的几何体ABCD -A 1C 1D 1，这个几何体的体积为403.(1)求棱AA 1的长；(2)求经过A 1，C 1，B ，D 四点的球的表面积和体积．解：(1)设AA 1＝x ，依题意可得403 ＝2×2·x －13 ×12 ×2×2·x ，解得x ＝4，故棱AA 1的长为4.(2)依题意可知， 经过A 1，C 1，B ，D 四点的球就是长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的外接球，这个球的直径就是长方体的体对角线，所以球的直径2R ＝22＋22＋42 ＝26 ，解得R ＝6 .故所求球的表面积为4πR 2＝24π，体积为43·πR 3＝86 π.[C 拓展探究]15．如图，用一边长为2 的正方形硬纸，按各边中点垂直折起4个小三角形，做成一个“底座”，将体积为4π3 的球放入其中，“底座”形状保持不变，则球的最高点与“底座”底面的距离为( )A ．62 ＋32 B ．32C ．22 ＋32D ．32 ＋32解析：选D.由题意，可得“底座”的底面是边长为1的正方形，则经过4个小三角形的顶点截球所得的截面圆的直径为1.因为球的体积为4π3 ，所以球的半径为1，所以球心到截面圆的距离为1－⎝⎛⎭⎫122 ＝32 ，因为垂直折起的4个小直角三角形斜边上的高为12，所以球的最高点与“底座”底面的距离为32 ＋1＋12 ＝32 ＋32.故选D. 16.如图，四边形ABCD 是正方形，BD ︵是以 A 为圆心、AB 为半径的弧，将正方形 ABCD 以 AB 为轴旋转一周，求图中 Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ 三部分经旋转所得几何体的体积之比．解：Ⅰ生成圆锥，Ⅱ生成的是半球去掉Ⅰ生成的圆锥，Ⅲ生成的是圆柱去掉扇形 ABD 生成的半球.设正方形的边长为 a ，则Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ 三部分经旋转所得几何体的体积分别为 V Ⅰ，V Ⅱ，V Ⅲ，则 V Ⅰ＝13 πa 3，V Ⅱ＝12 ×43 πa 3－13 πa 3＝13 πa 3，V Ⅲ＝πa 3－12 ×43 πa 3＝13πa 3.所以三部分经旋转所得几何体的体积之比为1∶1∶1.。
【课件】圆柱、圆锥、圆台、球表面积和体积课件高一下学期数学人教A版(2019)必修第二册
例析
例2 如右图，圆柱的底面直径和高都等于球的直径， 求球与圆
柱的体积之比.
解:（1）设球的半径为R，则圆柱的底面半径
为R，高为2R.
4 3
因为 V球
R ,V 圆柱
R2 2R 2 R3
3
所以 V球 : V圆柱
2
3
问题：球的表面积与圆柱的侧面积之比呢？
R O
练习
题型一：圆柱、圆锥、圆台的表面积
例1.(1)已知圆柱的上、下底面的中心分别为1 ，2 ，过直线1 2 的平面截该圆
）
2.若圆柱的底面圆的直径与圆柱的高相等，则圆柱的侧面展开图是正方形. （
答案：√，×.
辨析2：若圆柱的底面半径为1，母线长为2，则它的侧面积为(
A.2
答案：D.
B.3
C.
D.4
).
）
新知探索
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
∴ = 5，∴ = × (2 + 6) × 5 + × 22 + × 62 = 40 + 4 + 36 = 80.
练习
题型二：圆柱、圆锥、圆台的体积
例2.(1)若一个圆柱与圆锥的高相等，且轴截面面积也相等，则圆柱与圆锥的体积
之比是(
).
A.1
B.1：2
C. 3：2
D.3：4
的夹角为60°，轴截面中的一条对角线垂直于腰，则圆台的体
积为_____.
解：设上、下底面半径，母线长分别为，，.
作1 ⊥ 于点，则1 = 3，∠1 = 60°.
又∠1 = 90°，∴∠1 = 60°，∴ =
02圆柱、圆锥、圆台和球
第2课时圆柱、圆锥、圆台和球教学目标:（1）感知并认识圆柱、圆锥、圆台和球的结构特征，初步形成空间观念；（2）了解圆柱、圆锥、圆台和球的概念，能画出圆柱、圆锥、圆台和球的示意图；（3）能用运动变化的观点认识圆柱、圆锥、圆台和球的辨证关系．教学重点、难点:（1）圆柱、圆锥、圆台和球的结构特征和有关概念．（2）圆柱、圆锥、圆台和球的结构特征．教学过程:一．问题情境问题：我们知道棱柱是由平面图形沿一个给定的方向平移而成的，请观察这些几何体，它们有什么共同特点或生成规律？归纳：__________________________________________________________。
二、自主建构数学1.旋转体的定义（1）圆柱、圆锥、圆台的定义：______________________________________________________ （2）轴______________________________；底面___________________侧面______________________________；母线_________________________（3）球面的定义：_____________________________________________________ 球体（或球）_____________________________________________________2.圆柱、圆锥、圆台和球的表示方法：_______________________________________________。
3.旋转体的性质：（1）轴截面定义：过圆柱、圆锥、圆台的轴的截面称为圆柱、圆锥、圆台的轴截面。
（1）圆柱、圆锥、圆台的性质：①轴截面的形状：______________________________________②轴与底面的位置关系：____________________________. （2）球的性质：_________________________________________________.4.旋转面：___________________________________________________________________.5.旋转体：___________________________________________________________________.三、数学运用例1、（1）如下图，将直角梯形ABCD绕AB边所在的直线旋转一周，由此形成的几何体是由哪些简单几何体构成的？(2)指出图中的几何体是由哪些简单几何体构成的？例2、下列说法中：（1）圆锥的侧面上存在线段；（2）球的直径是球面上任意两点间连线段长度的最大值；（3）用一个平面截圆柱，所得截面一定是圆；（4）过圆柱、圆锥、圆台的轴截面分别是全等的矩形、等腰三角形、等腰梯形；（5）圆柱的任意两条母线平行，其中说法正确的是_____________例3、（1）长和宽分别为3和4的矩形绕它的一条边旋转得到的圆柱，则该圆柱的体积为________（2）把一个圆锥截成圆台，已知圆台的上下底的半径之比为1：4，圆台的母线长是9，则圆锥的母线长为__________（3）已知圆锥的母线长为5，底面半径为4，则过圆锥的顶点的平面截圆锥所得三角形的面积的最大值为______________(4) 已知圆锥的母线长为5，底面半径为4，有一个正方体内接于圆锥（4个顶点在侧面上，4个顶点在底面上），则正方体的边长为__________四、回顾小结：五、课外作业1． 有下列命题：（1）以直角三角形的一边为轴，旋转一周所得的旋转体是圆锥；（2）以直角梯形的一腰为轴，旋转一周所得的旋转体是圆台；（3）圆锥、圆台的底面都是圆；（4）圆锥被平行于底面的平面所截，得到两个几何体，其中一个仍然圆锥，另一个是圆台，其中正确命题的个数为___________2． 将一个边长为4和8的矩形纸片卷成一个圆柱，则圆柱的体积为__________3． 将等边三角形绕它的一边上的中线旋转180 ，所得到的几何体为__________4． 下列结论中：（1）各个面都是三角形的几何体是三棱锥；（2）以直角三角形的一条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为圆锥；（3）棱锥的侧棱长与底面多边形的边长相等，则此棱锥可能是六棱锥；（4）圆锥的顶点与底面圆周上的任意一点的连线都是母线，其中不正确的结论是__________5． （1）如果一个球内切于一个棱长为10的正方体盒子（球与正方体的6个面都相切），那么这个球的半径为__________；（2）如果一个球与一个棱长为10的正方体盒子8条棱都相切，那么这个球的半径为__________；6． 一个正方体内接于一个球（8个顶点都在球面上），过球心作截面，下面几个截面中正确的是____________（4）（3）（2）（1）7． 已知半径为1的球内切于一个轴截面为直角三角形的圆锥，求此圆锥的轴截面面积8．把一个圆锥截成圆台，已知圆台的上、下底面的面积为4：9，母线长为9cm，求圆锥的母线长。
《圆柱、圆锥、圆台和球》课件 苏教版高中数学必修第二册
的圆面，母线长为5.
规律总结：圆柱、圆锥、圆台和球都是一个平面
图形绕其一条特定边(弦)所在直线旋转而成的几何体—
—旋转体，解决旋转体问题主要研究母线和底面圆等， 栏
目
其主要的数量关系集中在其轴截面上．
链 接
变式 训练
1．给出下列命题：①圆柱的底面是圆；②经过圆柱任
意两条母线的截面是一个矩形；③连接圆柱上、下底面圆周
30 40
解得a＝120(3－2 2)．
则正方体的棱长为120(3－2 2) cm.
圆台的结构特征：①平行于底面的截面都是相似的
圆；②所有母线长相等且延长线相交于一点；③过圆台
的轴截面都是全等的等腰梯形；④圆台沿它的一条母线
栏
剪开后的侧面展开圆是扇环．
目
链
接
球的结构特征：①过球心的截面都是全等的圆；②
球的直径垂直截面，所截得的都是相似的圆．
理解和掌握圆柱、圆锥、圆台、球的结构特征，要
圆柱的结构特征：①两底面是全等的圆面；②所有
母线长相等且互相平行；③过圆柱的轴截面都是全等矩
形；④圆柱沿着它的一条母线剪开后的侧面展开图是矩 栏
形．
目 链
接
圆锥的结构特征：①平行于底面的截面都是相似的
圆；②所有母线长相等且相交于一点；③过圆锥的轴截
面都是全等的等腰三角形；④圆锥沿它的一条母线剪开
的侧面展开图是扇形．
分析：作图并根据特定旋转体的特征进行分析求解．
栏 目
链
解析：如下图，在Rt△ACB中，AB为斜边，作
接
CD⊥AB于D，则△BCD与△ADC均是直角三角形，且BD、
AD均分别为直角边，因而绕它们旋转后所得的均是圆锥，
新教材高中数学第6章简单旋转体_球圆柱圆锥和圆台课件北师大版必修第二册ppt
2.如图所示的图形中有( ) A.圆柱、圆锥、圆台和球 B.圆柱、球和圆锥 C.球、圆柱和圆台 D.棱柱、棱锥、圆锥和球 B [根据题中图形可知，(1)是球，(2)是圆柱，(3)是圆锥，(4)不 是圆台，故应选 B.]
NO.2
合作探究·释疑难
类型1 类型2 类型3
类型 1 旋转体的结构特征 【例 1】 下列命题正确的是________(只填序号). 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；
知识点 1 球、圆柱、圆锥和圆台
球
圆柱、圆锥和圆台
以 半 圆 的 直 径 所 在 的 直 分别以矩形的一边 OO1、直角三角形 线为旋转轴，将半__圆__旋转 的一条直角边 SO、直角梯形垂直于底
定义 一周所形成的曲面称为 边的腰 OO1 所在的直线为旋转轴，其 球面．球面所围成的几何 余各边旋转一周而形成的面所围成的
§1 基本立体图形 1.3 简单旋转体——球、圆柱、圆
锥和圆台
学习任务
核心素养
1．理解旋转体——球、圆柱、圆 1．通过对旋转体结构特征的学习，
锥、圆台的结构特征．(重点) 培养学生直观想象素养．
2．能运用球、圆柱、圆锥、圆台 2．借助于旋转体侧面展开图的相
的结构特征来判断、描述现实生活 关计算，培养学生数学运算素养．
简单旋转体判断问题的解题策略 (1)准确掌握圆柱、圆锥、圆台和球的生成过程及其特征性质是解 决此类概念问题的关键． (2)解题时要注意两个明确： 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．
[跟进训练] 1．下列结论正确的是( ) A.用一个平面去截圆锥，得到一个圆锥和一个圆台 B.经过球面上不同的两点只能作一个最大的圆 C.棱锥的侧棱长与底面多边形的边长相等，则此棱锥可能是正六 棱锥 D.圆锥的顶点与底面圆周上的任意一点的连线都是母线
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3．球的表示方法：用表示球心的字母表 示，如球O . 4．球的截面性质： O
R
d
（1）球的截面是圆面， ß
r
（2）球心和截面圆心的连线垂直于截面;
（3）r R2 d 2 (其中r为截面圆半径， R为球的半径，d为球心O到截面圆的距离， 即O到截面圆心O1的距离；
（4）大圆与小圆：球面被经过球心的平面截
练习： 1、圆柱的轴截面是正方形，它的面 积为9 ,求圆柱的高与底面的周长。 (h=3， c=2πr=3π) 2、圆锥的轴截面是正三角形，它的 面积是 3 ,求圆锥的高与母线的长。 (h= 3 ，l=2) 3、圆台的轴截面中，上、下底面边长 分别为2cm,10cm,高为3cm,求圆台母线 的长。 2 2
二．球及相关概念： 1．定义：以半圆的直径所在的直线为旋转 轴，旋转一周形成的曲面叫球面，球面围 成的几何体叫做球。另外将圆面绕直径旋 转180°得到的几何体也是球。
球面也可看作空间中到一定点的距离等于定长的 点的集合
2．相关概念： （1）球心：形成球的半圆的圆心叫做 球心； （2）半径：连接球面上一点和球心的线段 叫球的半径； （3）直径：连接球面上的两点且通过球心 的线段叫球的直径；
3．表示方法：用表示它的轴的字母表示， 如圆柱OO’ .
4．有关性质： （1）用平行于底面的平面去截，截面都 是圆。 （2）圆柱、圆锥、圆台的轴截面分别是 全等的矩形、全等的等腰三角形、全等的 等腰梯形；
5.侧面展开图：
（1）圆柱的侧面展开图是矩形。
（2）圆锥的侧面展开图是扇形. （3）圆台的侧面展开图是扇环.
圆锥的轴 侧面 母线 底面
三、概念形成
如何从圆锥变成圆台？
想 一 想 ？
O′
O
上底面 侧面
母线 母线
轴
下底面
2．相关概念： （1）轴：旋转轴叫做它们的轴； （2）高：在轴上的这条边叫做它们的高； （3）底面：垂直于轴的边旋转而成的圆面 叫做它们的底面； （4）侧面：不垂直于轴的边旋转而成的曲 面叫做它们的侧面； （5）母线：无论旋转到什么位置，不垂直 于轴的边叫做它们的母线。 （6）轴截面：过轴的截面叫做它们的轴截 面
3 r 3 l 4r来自解得l=9.所以，圆台的母线长为9cm.
例2. 我国首都北京靠近北纬40度。 求北纬40度纬线的长度约为多少千米 （地球半径约为6370千米）?
解：如图，设A是北纬40°圈上一点，AK 是它的半径，所以 OK⊥AK， 设c是北纬40°的纬线长， 因为∠OAK= ∠AOB = 40°， 所以 c=2π·AK=2π·OA· cos∠OAK =2π· cos40° OA· ≈2×3.1416×6370×0.7660 ≈3.066×104(km)， 即北纬40°的纬线长约为3.066×104km.
得的圆叫做球的大圆， 被不经过球心的平面截得的圆叫做球 的 小圆；
5．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。这个弧长叫 做两点的球面距离。
三．旋转体的概念
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叫做旋转体，这条直线 叫做旋转体的轴。比如常见的旋转体有圆柱、 圆锥、圆台和球.
h
h
l
l
(l 3 (5 1) 5)
4.填空 （1）设球的半径为R，则过球面上任意 πR2 两点的截面圆中，最大面是 。 （2）过球的半径的中点，作一个垂直于 这条半径的截面，则这个截面圆的半径 3 是球半径的 。 R 2 （3）在半径为R的球面上有A、B两点， 半径OA、OB的夹角是60°，则A、B两 1 点的球面距离是 。 R
一、复习引入
5 1.棱柱的面至少有_____个.
2.棱柱的侧面是 平行四边 形，棱锥的侧面
是 三角 形，棱台的侧面是__ 梯 _形。
例1.有四个命题：① 各侧面是全等的等 腰三角形的四棱锥是正四棱锥；② 底面
是正多边形的棱锥是正棱锥；③ 棱锥的
所有侧面可能都是直角三角形；④ 四棱
锥的四个侧面中可能四个都是直角三角
四．组合体
由柱、锥、台、球等基本几何体组合而 成的几何体称为组合体。组合体可以通过 把它们分解为一些基本几何体来研究
例1 .用一个平行于圆锥底面的平面截这 个圆锥，截得圆台上下底面半径的比是 1 ：4，截去的圆锥的母线长是3cm，求 圆台的母线长.
解：设圆台的母线为l，截得的圆锥底面 与原圆锥底面半径分别是r，4r，根据相 似三角形的性质得
形。其中正确的命题有 ③④ .
例2. 已知正四棱锥V－ABCD，底面面积为 4，一条侧棱长为 11 ，计算它的高和斜高。 解：设VO为正四棱锥V－ ABCD的高，作OM⊥BC于 点M，则M为BC中点， 连接OM、OB，则 VO⊥OM，VO⊥OB.
因为底面正方形ABCD的面积是16，所以 BC=4，MB=OM=2，
3
课堂小结
1.圆柱、圆锥、圆台、球的定义及有关概念.
2.圆柱、圆锥、圆台的性质. 3.球的截面性质. 4.球面距离。 5.旋转体及组合体的定义。
OB BM OM 2 2
2 2
又因为VB= 2 11 ,在Rt△VOB 中,由勾股定理得
VO VB OB
2 2
2 2
(2 11) (2 2) 6
在Rt△VOM中，由勾股定理得
VM 6 2 2 10
2 2
即正四棱锥的高为6，斜高为 2 10
观察下列几何体，说明它们是什么几何体？各有 哪些性质？
h
l
r
1.1.3圆柱、圆锥、圆台和球
一．圆柱、圆锥、圆台及相关概念 1．定义：分别以矩形的一边、以直角三 角形的一条直角边、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、直角梯形旋转一周而形成 的曲面所围成的几何体分别叫做圆柱、 圆锥、圆台。
圆柱
轴
侧面
母线 母线
底面
记作：圆柱OO’