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1、13空间几何体的表面积和体积空间几何体的表面积和体积13.2空间几何体的体积空间几何体的体积 学习目标学习目标 预习导学预习导学 典例精析典例精析 栏栏目目链链接接课课 标标 点点 击击 1了解柱、锥、台、球的体积的计算方法了解柱、锥、台、球的体积的计算方法2能用柱、锥、台、球的体积公式解决相关问题能用柱、锥、台、球的体积公式解决相关问题 学习目标学习目标 预习导学预习导学 典例精析典例精析 栏栏目目链链接接典典 例例 剖剖 析析 学习目标学习目标 预习导学预习导学 典例精析典例精析 栏栏目目链链接接柱体的体积柱体的体积如图，一个正三棱柱形容器中盛有水，且侧棱如图，一个正三棱柱形容器中盛有水，
2、且侧棱AA18.若侧面若侧面AA1B1B水平放置时，液面恰好过水平放置时，液面恰好过AC，BC，A1C1，B1C1的中点当底面的中点当底面ABC水平放置时，水平放置时，液面高为多少？液面高为多少？ 学习目标学习目标 预习导学预习导学 典例精析典例精析 栏栏目目链链接接分析：分析：不妨设正三棱柱的底面不妨设正三棱柱的底面ABC的面积为的面积为S，则可算则可算出水的体积出水的体积，由此当底面水平放置时就不难求出其高度由此当底面水平放置时就不难求出其高度了了 学习目标学习目标 预习导学预习导学 典例精析典例精析 栏栏目目链链接接规律总结：规律总结：有些几何体虽是柱体但由于放置的位置有些几何体虽是柱体
3、但由于放置的位置不同不易求体积不同不易求体积，应考虑转换位置回归到柱体解决，应考虑转换位置回归到柱体解决问题问题 学习目标学习目标 预习导学预习导学 典例精析典例精析 栏栏目目链链接接锥体的体积锥体的体积如右下图所示，三棱锥的顶点为如右下图所示，三棱锥的顶点为P，PA、PB、PC为三条为三条侧棱，且侧棱，且PA、PB、PC两两互相垂直，又两两互相垂直，又PA2，PB3，PC4，求三棱锥，求三棱锥PABC的体积的体积V. 学习目标学习目标 预习导学预习导学 典例精析典例精析 栏栏目目链链接接规律总结：规律总结：锥体的高实质上是与锥体底面垂直的线段锥体的高实质上是与锥体底面垂直的线段，由前，由前面
4、知识可知，只要一条直线与一个平面的两条相交直线垂直，面知识可知，只要一条直线与一个平面的两条相交直线垂直，则它就与这个平面垂直则它就与这个平面垂直本例中本例中，不是先求出以不是先求出以ABC为底面的三棱锥的高为底面的三棱锥的高，而是把它而是把它转化为三棱锥转化为三棱锥APBC的高这种方法的依据是：三棱锥又称的高这种方法的依据是：三棱锥又称为四面体为四面体，它的每一个面都可当做底面来处理这一方法叫它的每一个面都可当做底面来处理这一方法叫做体积转移法做体积转移法(或称等积法或称等积法)，随着知识的增多随着知识的增多，它的应用越它的应用越来越广来越广，因此必须熟练掌握因此必须熟练掌握 学习目标学习目
5、标 预习导学预习导学 典例精析典例精析 栏栏目目链链接接 变式训练变式训练1已知三角形已知三角形ABC的边长分别是的边长分别是AC3，BC4，AB5，以以AB所在直线为轴所在直线为轴，将此三角形旋转一周，求所得几何，将此三角形旋转一周，求所得几何体的体积体的体积 学习目标学习目标 预习导学预习导学 典例精析典例精析 栏栏目目链链接接台体的体积台体的体积三棱台三棱台ABCA1B1C1中，中，AB：A1B11：2，则三，则三棱锥棱锥A1ABC，BA1B1C，CA1B1C1的体积之比为的体积之比为_ 学习目标学习目标 预习导学预习导学 典例精析典例精析 栏栏目目链链接接分析：分析：如右图如右图，三棱
6、锥三棱锥A1ABC的顶点看作的顶点看作A1，底面看作底面看作ABC；三棱锥；三棱锥CA1B1C1的顶点看作的顶点看作C，底面看作底面看作A1B1C1；三棱锥；三棱锥BA1B1C可看作棱台截去两个三棱锥可看作棱台截去两个三棱锥A1ABC和和CA1B1C1后剩余的几何体后剩余的几何体，分别求几何体的体积分别求几何体的体积，然后然后相比即可相比即可 学习目标学习目标 预习导学预习导学 典例精析典例精析 栏栏目目链链接接 学习目标学习目标 预习导学预习导学 典例精析典例精析 栏栏目目链链接接规律总结：规律总结：(1)求台体体积的常用方法有三种：一是利用台体求台体体积的常用方法有三种：一是利用台体的体积
7、公式来求解的体积公式来求解，这就需要知道台体的上、下底面积和高；这就需要知道台体的上、下底面积和高；二是抓住台体是由锥体截割而来的这一特征二是抓住台体是由锥体截割而来的这一特征，把它还原成锥，把它还原成锥体，利用锥体体积公式来求其相应台体的体积；三是利用割体，利用锥体体积公式来求其相应台体的体积；三是利用割补法来求其体积补法来求其体积( (如本例如本例) )(2)三棱柱、三棱台都可以分割成三个三棱锥三棱柱、三棱台都可以分割成三个三棱锥，分割后可由锥分割后可由锥体的体积求柱体和台体的体积体的体积求柱体和台体的体积，在立体几何中在立体几何中，割补法是重割补法是重要的思想方法要的思想方法 学习目标学
8、习目标 预习导学预习导学 典例精析典例精析 栏栏目目链链接接 变式训练变式训练2已知一正四棱台的上底边长为已知一正四棱台的上底边长为4 cm，下底边长为下底边长为8 cm，高为高为3 cm，求其体积求其体积 学习目标学习目标 预习导学预习导学 典例精析典例精析 栏栏目目链链接接球体的体积球体的体积三个球的半径之比是三个球的半径之比是1：2：3，求证：最大球的体积等于其，求证：最大球的体积等于其他两个球体积和的三倍他两个球体积和的三倍分析：分析：由三个球的半径之比为由三个球的半径之比为1：2：3，可设三个球半径分可设三个球半径分别为别为r、2r和和3r，则三个球的体积都可以表示成则三个球的体积都
9、可以表示成r的代数式的代数式，然后再研究它们体积的数量关系然后再研究它们体积的数量关系 学习目标学习目标 预习导学预习导学 典例精析典例精析 栏栏目目链链接接 学习目标学习目标 预习导学预习导学 典例精析典例精析 栏栏目目链链接接规律总结：规律总结：解决球的体积问题解决球的体积问题，首先要熟练掌握球的首先要熟练掌握球的体积公式体积公式，它可以想象成以球的半径为高它可以想象成以球的半径为高，球面为底球面为底面的圆锥在求球的体积时面的圆锥在求球的体积时，其关键是求球的半径其关键是求球的半径 学习目标学习目标 预习导学预习导学 典例精析典例精析 栏栏目目链链接接 变式训练变式训练3一平面截一球得直径
10、是一平面截一球得直径是6 cm的圆面的圆面，球心到这个平面球心到这个平面的距离是的距离是4 cm，则该球的体积是则该球的体积是_解析解析：设球的半径为设球的半径为R，则球心与截面圆的圆心的连线与则球心与截面圆的圆心的连线与截面圆垂直截面圆垂直4232R2，R5. 学习目标学习目标 预习导学预习导学 典例精析典例精析 栏栏目目链链接接球的表面积球的表面积已知球的两平行截面的面积分别为已知球的两平行截面的面积分别为5和和8，它们位于球，它们位于球心的同一侧，且距离为心的同一侧，且距离为1，求这个球的表面积，求这个球的表面积分析：分析：要求球的表面积要求球的表面积，只需求出球的半径只需求出球的半径，
11、因此要抓因此要抓住球的轴截面住球的轴截面(过球的直径的截面过球的直径的截面) 学习目标学习目标 预习导学预习导学 典例精析典例精析 栏栏目目链链接接解析：解析：如图所示如图所示，设以设以r1为半径的截面面积为为半径的截面面积为5，以以r2为半径的截面面积为为半径的截面面积为8，O1O21，球的半径为球的半径为R，OO2x，那么可得下列关系式：那么可得下列关系式： 学习目标学习目标 预习导学预习导学 典例精析典例精析 栏栏目目链链接接r22R2x2且且r22(R2x2)8，r12R2(x1)2且且r12R2(x1)25，于是于是(R2x2)R2(x1)285，即即R2x2R2x22x13，2x2
12、，即即x1.又又(R2x2) )8，R218，R29.R3.球的表面积为球的表面积为S4R243236. 学习目标学习目标 预习导学预习导学 典例精析典例精析 栏栏目目链链接接规律总结：规律总结：球的轴截面球的轴截面(球的过直径的截面球的过直径的截面)是将球的问是将球的问题题(立体问题立体问题)转化为平面问题转化为平面问题(圆的问题圆的问题)的关键的关键，因此因此在解决球的有关问题时在解决球的有关问题时，我们必须抓住球的轴截面我们必须抓住球的轴截面，并并充分利用它来分析解决问题充分利用它来分析解决问题 学习目标学习目标 预习导学预习导学 典例精析典例精析 栏栏目目链链接接 变式训练变式训练4用
13、两个位于球心异侧的平行平面去截半径为用两个位于球心异侧的平行平面去截半径为R的球面的球面，两个截面圆半径为两个截面圆半径为r124 cm，r215 cm，两截面间的距离两截面间的距离为为d27 cm，求球的表面积求球的表面积解析：解析：设垂直于截面的大圆面交两截面圆于设垂直于截面的大圆面交两截面圆于A1B1、A2B2，上述大圆垂直于上述大圆垂直于A1B1的直径交的直径交A1B1、A2B2于于O1、O2，如如下图所示下图所示 学习目标学习目标 预习导学预习导学 典例精析典例精析 栏栏目目链链接接 学习目标学习目标 预习导学预习导学 典例精析典例精析 栏栏目目链链接接有关组合体的表面积和体积有关组
14、合体的表面积和体积求体积为求体积为V的正方体的外接球的表面积和体积的正方体的外接球的表面积和体积分析：分析：如下图所示如下图所示，显然正方体的中心为其外接球的球心显然正方体的中心为其外接球的球心，过球心作平行于正方体任一面的截面过球心作平行于正方体任一面的截面，则其截面为圆内一，则其截面为圆内一正方形正方形( (正方形的各顶点均在圆内，而不是在圆上正方形的各顶点均在圆内，而不是在圆上) )因此因此这样的截面无法反映球的半径与正方体的棱长的关系注这样的截面无法反映球的半径与正方体的棱长的关系注意到球心必在正方体的一个对角面上意到球心必在正方体的一个对角面上，因此因此，以正方体的以正方体的一个对角
15、面作截面即可一个对角面作截面即可 学习目标学习目标 预习导学预习导学 典例精析典例精析 栏栏目目链链接接 学习目标学习目标 预习导学预习导学 典例精析典例精析 栏栏目目链链接接规律总结：规律总结：正方体外接球的轴截面有多种情形正方体外接球的轴截面有多种情形，因此在因此在解决棱柱内切球和外接球的有关问题时解决棱柱内切球和外接球的有关问题时，必须谨慎地作，必须谨慎地作其轴截面，切忌想当然地作图，平时学习时最好是自己其轴截面，切忌想当然地作图，平时学习时最好是自己动手做实物模型，由模型作出相应的轴截面进行练习动手做实物模型，由模型作出相应的轴截面进行练习 学习目标学习目标 预习导学预习导学 典例精析
16、典例精析 栏栏目目链链接接 变式训练变式训练5如右下图如右下图，在多面体在多面体ABCDEF中中，已知面已知面ABCD是边长是边长为为3的正方形的正方形，EFAB，EF，EF与面与面AC的距离为的距离为2，求求该多面体的体积该多面体的体积 学习目标学习目标 预习导学预习导学 典例精析典例精析 栏栏目目链链接接分析分析：这个多面体是一个不规则的图形：这个多面体是一个不规则的图形，其形状犹如木工常其形状犹如木工常用的木楔用的木楔，立体几何中把这种几何体称为楔体立体几何中把这种几何体称为楔体，所以必须运，所以必须运用割补的方法，将其化归为棱柱或棱锥进行体积计算用割补的方法，将其化归为棱柱或棱锥进行体
17、积计算 学习目标学习目标 预习导学预习导学 典例精析典例精析 栏栏目目链链接接 学习目标学习目标 预习导学预习导学 典例精析典例精析 栏栏目目链链接接 学习目标学习目标 预习导学预习导学 典例精析典例精析 栏栏目目链链接接规律总结规律总结：(1)本题充分结合图形的特征本题充分结合图形的特征，强化割补的思想强化割补的思想方法方法，考查多面体体积的计算以及空间想象能力、运算能力考查多面体体积的计算以及空间想象能力、运算能力(2)某些立体几何问题某些立体几何问题，如果直接根据原有的图形解题困难如果直接根据原有的图形解题困难时时，那么不妨将此图形巧妙地分割或补体那么不妨将此图形巧妙地分割或补体，转化为我们熟悉转化为我们熟悉的柱、锥等比较规则的或易于研究的几何体来处理的柱、锥等比较规则的或易于研究的几何体来处理，从而实从而实现化繁为简、化难为易现化繁为简、化难为易，便于解决问题便于解决问题(3)等积转化等积转化，亦称等积变换亦称等积变换，通常是指用不同的方式求同通常是指用不同的方式求同一几何体的体积一几何体的体积(或同一平面图形的面积或同一平面图形的面积)
