圆柱、圆锥、圆台、球的有关概念及性质
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1.1.2圆柱、圆锥、圆台和球在我们生活的世界中,从土木建筑到家居装潢,从机械设计到商品包装,从航空测绘到零件视图……无不存在着形状各异的物体,它们蕴含着形状各异的圆柱、圆锥、圆台和球等空间图形.每种空间图形各自具有不同的几何结构特征,与我们的生活息息相关,因此对空间图形的研究和应用非常重要.1.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几何体叫做圆柱.旋转轴叫做圆柱的轴;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,过轴的截面是全等矩形.2.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面所围成的旋转体叫做圆锥.旋转轴叫做圆锥的轴;垂直于轴的直角边旋转而成的圆面叫做圆锥的底面;斜边旋转而成的曲面叫做圆锥的侧面;斜边叫做圆锥的母线,过轴的截面是全等的等腰三角形.3.用一个平行于圆锥底面的平面去截圆锥,底面和截面之间的部分叫做圆台.原圆锥的底面和截面分别叫做圆台的下底面和上底面.4.以半圆的直径所在直线为旋转轴,半圆面旋转一周形成的几何体叫做球体,简称球.半圆的圆心叫做球的球心,半圆的半径叫做球的半径,半圆的直径叫做球的直径.5.由一个平面图形绕它所在平面内的一条定直线旋转所形成的封闭几何体叫做旋转体.6.柱体:棱柱、圆柱;锥体:棱锥、圆锥;台体:棱台、圆台;球体是七种最基本的简单几何体,日常生活中见到的各种几何体则是由它们所组合成的简单组合体.7.由一些简单的几何体组合而成的几何体叫做简单组合体.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;一种是由简单几何体截去或挖去一部分而成.8.简单组合体包括: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;在画简单组合体时,要把遮住的部分用虚线来表示或不画.,圆柱、圆锥、圆台、球的结构特征圆柱的结构特征: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形.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.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剪开后的侧面展开圆是扇环.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,要学会从直观感受空间旋转体的形成过程,从实物中概括出圆柱、圆锥、圆台和球的定义,以定义展开,多进行类比、归纳和整理,通过比较四者间的异同点加强记忆.圆柱、圆锥、圆台的截面包括平行于底面的截面和过轴的截面(简称轴截面)两类,球的截面有大圆和小圆之分,谨记其截面的形状是关键.基础巩固知识点一圆柱、圆锥和圆台的结构特征1.在几何体:①圆柱;②圆锥;③圆台;④球中,轴截面一定是圆面的有________(填序号).解析:根据结构特征判断.2.下列命题中说法错误的是________(填序号).①以矩形的一边所在直线为旋转轴,其余三边旋转形成的曲面所围成的几何体叫做圆柱;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围成的几何体叫做圆锥;③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围成的几何体叫做圆锥;④以等腰三角形的底边上的高所在直线为旋转轴,其余各边旋转形成的曲面围成的几何体叫做圆锥.解析:根据圆锥定义知②中应改为以一条直角边旋转.答案:②3.以下命题正确的是________(填序号).①通过圆台侧面上一点有无数条母线;②夹在圆柱的两个平行截面间的几何体还是圆柱;③圆锥截去一个小圆锥后剩余部分是圆台;④棱锥截去一个小棱锥后剩余部分是棱台.解析:根据定义判定③正确;①中只有一条母线;②中两个平行截面应与底面平行;④中小棱锥底面应与大棱锥底面平行.答案:③知识点二球的结构特征4.半圆绕着直径旋转一周所得的几何图形是________.解析:注意球与球面、半圆与半圆面的区别.5.已知半径为5的球的两个平行截面的周长分别为6π和8π,则两平行平面间的距离为________.解析:由截面的周长分别为6π和8π得两个截面半径分别为3和4,又球的半径为5,故圆心到两个截面的距离分别为4和3.故当两个截面在球心同一侧时,平行平面间的距离为4-3=1,当两个截面在球心两侧时,平行平面间的距离为4+3=7.答案:1或7知识点三组合体的有关问题6.一个正方体内接于一个球,过球心作一截面,如下图所示,则截面的可能图形是________(填序号).解析:当截面平行于正方体的一个侧面时得③,当截面过正方体对角线时得②,当截面不平行于任何侧面也不过对角线时得①,但无论如何都不能得出④.答案:①②③7.如下图,一个圆环面绕着过圆心的直线l旋转180°,想象并说出它形成的几何体的结构特征.试着说出它的名称为________.解析:旋转形成的几何体是由两个同心球构成的,即大球中挖去一个同心的小球.答案:空心球8.描述下列几何体的结构特征.解析:(1)两个圆台组合而成的组合体;(2)圆台挖去一个等高圆锥而成的组合体;(3)圆锥挖去一个等高三棱锥而成的组合体.能力升级综合点一空间旋转体的组合与分割9.作一个圆柱的内接正三棱柱,又作这个三棱柱的内切圆柱,那么两个圆柱的底面半径之比为________.解析:两个圆柱的底面半径之比即为正三角形的外接圆与内切圆半径之比.答案:2∶1综合点二 旋转体中的简单计算10.用平行于圆锥的底面的平面截圆锥,所得截面面积与底面面积的比是1:3,这个截面把圆锥的母线分为两段的比是________.解析:面积比为相似比的平方.答案:1(3-1)11.如果圆锥的侧面展开图是半圆,那么这个圆锥的顶角(圆锥轴截面中两条母线的夹角)是________.解析:设底面半径为r ,母线为l ,则2πr =πl ,∴l =2r .答案:60°综合点三 相切球的空间想象12.把四个半径为R 的小球放在桌面上,使下层三个,上层一个,两两相切,求上层小球最高处离桌面的距离.解析:如右图,由于四个半径为R 的球两两相切,故四个球的球心构成一个棱长为2R 的正四面体O 4O 1O 2O 3,因为底面等边三角形O 1O 2O 3的高为32×2R ,∴该棱锥的高OO 4=(2R )2-⎝ ⎛⎭⎪⎫233R 2=263R .∴上层小球最高处离桌面的距离d =263R +R +R =⎝⎛⎭⎪⎫2+263R .。
初中数学知识归纳圆锥圆柱圆台的性质与计算初中数学知识归纳:圆锥、圆柱、圆台的性质与计算圆锥、圆柱和圆台是初中数学中的重要几何概念,它们具有自己独特的性质和计算方法。
本文将对圆锥、圆柱和圆台的性质进行归纳总结,并介绍相关的计算方法。
一、圆锥的性质与计算圆锥是一个由圆和一个顶点(不在圆上)连接而成的几何体。
根据圆锥的不同特点,可以将其分类为直角圆锥、斜边圆锥和棱锥。
直角圆锥:1.底面为一个圆,顶点与底面圆心连线垂直。
2.侧面是一个扇形。
3.侧面积的计算公式为S = πrl,其中r表示底面圆的半径,l表示从底面圆心到顶点的距离。
4.体积的计算公式为V = (1/3)πr²h,其中r表示底面圆的半径,h表示从底面圆心到顶点的距离。
斜边圆锥:1.底面为一个圆,顶点与底面圆心连线不垂直。
2.侧面是一个曲面三角形。
3.体积的计算公式为V = (1/3)πr²h,其中r表示底面圆的半径,h表示从底面圆心到顶点的距离。
棱锥:1.底面为一个多边形,顶点与底面多边形的顶点连线不在同一平面内。
2.侧面是由侧棱和底面多边形的边构成的多边形。
3.体积的计算公式为V = (1/3)Bh,其中B代表底面多边形的面积,h表示从底面多边形中心到顶点的距离。
二、圆柱的性质与计算圆柱是一个由两个平行且相同大小的圆和一个连接两个圆的侧面构成的几何体。
根据圆柱的不同特点,可以将其分类为直圆柱和斜圆柱。
直圆柱:1.顶面和底面都是圆。
2.侧面是一个矩形。
3.侧面积的计算公式为S = 2πrh,其中r代表底面圆的半径,h表示圆柱的高度。
4.体积的计算公式为V = πr²h,其中r代表底面圆的半径,h表示圆柱的高度。
斜圆柱:1.顶面和底面都是圆。
2.侧面不是一个矩形,而是一个斜面矩形。
3.侧面积的计算公式和直圆柱相同。
4.体积的计算公式和直圆柱相同。
三、圆台的性质与计算圆台是一个由两个底面为圆、且平行的圆和一个连接两个圆的侧面构成的几何体。
圆柱,圆锥,圆台,球的结构特征圆柱、圆锥、圆台和球作为常见的基本几何体,它们在我们日常生活以及工程建设中都有着很广泛的应用。
下面我们将从它们的结构特征、性质及应用等方面,来一一介绍。
首先,圆柱的结构特征主要表现为:底面为圆形,顶面也为圆形,并且底面和顶面之间的部分是由直线“母线”沿着底面一圈一圈绕而成的。
圆柱的体积公式为V=πr²h,而表面积公式为S=2πrh+2πr²。
其特点是在数值比较大的情况下,其体积和面积都会相对比较大。
其次,圆锥的结构特征主要表现为:底面为圆形,顶点在底面上方,并且从底面至顶点的长度正好是圆锥的高。
圆锥的体积公式为V=1/3πr²h,表面积公式为S=πr(r+√(r²+h²))。
圆锥的特点是其顶点聚焦,靠近锥顶的部分空间比较小,因此在设计制图中应该注意其空间的利用。
再次,圆台的结构特征主要表现为:底面和顶面都是圆形,而其母线是两个圆之间的连接线。
圆台的体积公式为V=1/3πh(r1²+r2²+r1r2),表面积公式为S=π(r1+r2)√((r1-r2)²+h²)。
圆台的特点是底面和顶面大小相似,但高度相对比较小,因此在工程设计制图中,在保证空间利用的基础上,可根据实际要求,灵活选择底面和顶面的大小。
最后,球的结构特征主要体现为:球体的表面处处与它的内部半径相等,即球体从内到外半径处处相等。
球的体积公式为V=4/3πr³,表面积公式为S=4πr²。
由于球形的几何特征具有对称性和向心性,因此常被应用于建筑物的圆形设计、机械制造中的球面旋转等方面。
在实际生产制造和设计过程中,掌握圆柱、圆锥、圆台和球的结构特征、性质及应用等方面,可更好地发挥其应用价值和优势。
同时,在园艺、建筑设计、机械制造等领域中的当代工程设计和生产制造中,借鉴和应用这些几何体的空间特性,也能够创造出更加美观且实用的产品设计。