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一、教學(xué)目標(biāo)
1、知識(shí)與技能
(1)通過(guò)對(duì)空間幾何體(柱、錐、臺(tái)和球體)的研究,掌握它們之間的體積關(guān)系及體積公式;
(2)掌握公式法求體積的方法,會(huì)用隔補(bǔ)法求空間幾何體的體積,會(huì)用等積法求點(diǎn)到平面的距離;
(3)通過(guò)對(duì)球的體積和面積公式的推導(dǎo),了解推導(dǎo)過(guò)程中所用的基本數(shù)學(xué)思想方法:“分割——求和——化為準(zhǔn)確和”,有利于同學(xué)們進(jìn)一步學(xué)習(xí)微積分和近代數(shù)學(xué)知識(shí)。
2、過(guò)程與方法
(1)通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境(長(zhǎng)方體的體積)引入其它幾何體的體積關(guān)系。
(2)通過(guò)球的體積和面積公式的推導(dǎo),從而得到一種推導(dǎo)球體積公式和面積公式的方法。
3、情感與價(jià)值觀
通過(guò)自主探索和學(xué)習(xí),提高空間思維能力和空間想象能力,增強(qiáng)探索問(wèn)題和解決問(wèn)題的信心。
三、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
重點(diǎn):推導(dǎo)空間幾何體的體積公式所運(yùn)用的基本思想方法。
難點(diǎn):推導(dǎo)體積和面積公式中空間想象能力的形成。
四、學(xué)法和教學(xué)用具
1.學(xué)法:學(xué)生通過(guò)閱讀教材,了解并初步掌握“分割、求近似值的、再由近似值的和轉(zhuǎn)化為球的體積和面積”的解題方法和步驟,借助課件進(jìn)一步體會(huì)。
2.教學(xué)用具:多媒體輔助教學(xué)
五、教學(xué)過(guò)程
(一)創(chuàng)設(shè)情境
1、取一摞書(shū)堆放在桌面上,組成一個(gè)長(zhǎng)方體,觀察改變前后的體積是否發(fā)生變化?
回憶長(zhǎng)方體的體積公式或.
2、推動(dòng)一下,改變形狀,保持高不變,體積是否改變?
3、兩個(gè)底面積相等、高也相等的棱柱,它們的體積是否一樣?
(二)探究柱、錐、臺(tái)的體積公式
1、棱柱(圓柱)可由多邊形(圓)沿某一方向平移得到,因此,兩個(gè)底面積相等、高也相等的棱柱(圓柱)應(yīng)該具有相等的體積.
柱體(棱柱、圓柱)的體積等于它的底面積和高的積,即.
2、類似于柱體,底面積相等、高也相等的兩個(gè)錐體,它們的體積也相等.棱錐的體積公式可把一個(gè)棱柱分成三個(gè)全等的棱錐得到,由于底面積為,高為的棱柱的體積,所以.
3、臺(tái)體(棱臺(tái)、圓臺(tái))的體積可以轉(zhuǎn)化為錐體的體積來(lái)計(jì)算.如果臺(tái)體的上、下底面面積分別為,高為,可以推得它的體積是.
4、柱體、錐體、臺(tái)體的體積公式之間關(guān)系如下:
(三)探究球的體積與面積公式
1.球的體積:
探索底面半徑和高都為球半徑的圓柱、圓錐與半球三者體積之間的關(guān)系,得到半徑是R的球的體積公式:
結(jié)論:
2.球的表面積:
借助分割思想來(lái)推導(dǎo)球的表面積
圖1
(1)若將球表面平均分割成n個(gè)小塊,則每小塊表面可近似看作一個(gè)平面,這n小塊平面面積之和可近似看作球的表面積.當(dāng)n趨近于無(wú)窮大時(shí),這n小塊平面面積之和接近于甚至等于球的表面積.
(2)若每小塊表面看作一個(gè)平面,將每小塊平面作為底面,球心作為頂點(diǎn)便得到n個(gè)棱錐,這些棱錐體積之和近似為球的體積.當(dāng)n越大,越接近于球的體積,當(dāng)n趨近于無(wú)窮大時(shí)就精確到等于球的體積.
(3)半徑為R的球的表面積公式:
結(jié)論:
四、數(shù)學(xué)運(yùn)用
(一)例題講解
例1.有一堆相同規(guī)格的六角螺帽毛坯共重5.8.已知底面六邊形邊長(zhǎng)是12,高是10,內(nèi)孔直徑是.那么約有毛坯多少個(gè)?(鐵的比重是)
分析六角螺帽毛坯的體積是一個(gè)正六棱柱的體積與一個(gè)圓柱的體積的差,再由此比重算出一個(gè)六角螺帽毛坯的重量即可.
解:因?yàn)?/p>
所以一個(gè)毛坯的體積為
.
約有毛坯(個(gè)).
答:這堆毛坯約有251個(gè).
例2.如圖(見(jiàn)課本)是一個(gè)獎(jiǎng)杯的三視圖(單位是cm),試畫(huà)出它的直觀圖,并計(jì)算這個(gè)獎(jiǎng)杯的體積。(精確到0.01cm)
解:采用斜二測(cè)畫(huà)法。先畫(huà)底座,這是一個(gè)正四棱臺(tái);再畫(huà)杯身,是長(zhǎng)方體;最后畫(huà)出球體。
為
所以這個(gè)獎(jiǎng)杯的體積為
(二)鞏固深化、反饋矯正
教材P56—練習(xí)3、4,
(三)課堂小結(jié)
1、柱、錐、臺(tái)、球的體積公式及其相互關(guān)系,球的表面積公式
2、幾何體的體積和球的表面積公式的推導(dǎo)的思想方法,以及利用公式
解決相關(guān)的球的問(wèn)題,了解了推導(dǎo)中的“分割、求近似和,再由近似和轉(zhuǎn)化為準(zhǔn)確和”的解題方法。
(四)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)
P60—2、5(3)、9、10