球的概念和性质教学设计

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球的概念和性质
1.复习回顾:
圆柱、圆锥和圆台是怎样形成的?
2.探究思考:
一个半圆绕着它的直径所在的直线旋转一周,形成的轨迹是怎样的空间图形?
球的旋转定义:
一个半圆绕着它的直径所在的直线旋转一周所形成的曲面叫做球面,球面围成的几何体叫
做球。
形成球的半圆的圆心叫球心;
连接球面上一点和球心的线段叫球的半径;
连接球面上两点且经过球心的线段叫球的直径。
知识链接:
问题1:圆的定义?
答:平面内到一个定点的距离等于定长的点的集合是一个圆.
问题2:圆面的定义?
答:平面内到一个定点的距离等于或小于定长的点的集合是一个圆面.
问题3:在空间到一个定点的距离为定长的点的集合是什么?
球的集合定义
空间中到一个定点的距离等于或小于定长的点的集合叫做球.
空间中到一个定点的距离等于定长的点的集合叫做球面.
球的性质
2.球的性质
问题1:用一个平面 去截一个球O,则截面的形状?
问题2:球心和截面圆心的连线与截面的关系?
问题3:球心到截面的距离与球的半径及截面的半径有什么关系?
性质1:截面是一个圆面。
性质2:球心和截面圆心的连线垂直于截面。
性质3:球心到截面的距离与球的半径 R及截面的半径r 有下面的关系:
相关定义:
球面被经过球心的平面截得的圆叫做大圆,被不经过的截面截得的圆叫做小圆。
问题4:在球中,球心到截面的距离d与截面圆的大小有什么关系?
当d=0时,截面过球心,这时R=r,截面圆最大,这个圆叫大圆;
当d增大时,截面圆越来越小,当0点,这时截面与球相切.
巩固练习
1.A、B为球面上相异两点,则通过A、B两点可作球的大圆有( )
A.一个 B.无穷多个
C.零个 D.一个或无穷多个
2.两平行平面截半径为13的球,若截面面积分别为25 、144 ,则这两个平面间的距
离是_______.

22
dRr
地球仪中的经纬度
地球仪
经度——某地点P的经度就是:经过这点的经线和地轴确定的半平面AOQ与本初子午线与
地轴确定的半平面BOQ所成二面角的平面角的度数
纬度——P点的纬度,也是∠AOP的度数,即:某地的纬度就是经过这点的球半径和赤道
平面所成的角度.
1、引 例
已知0°经线和赤道面,根据经度和纬度的概念分别做出某地:北纬40°和东经160°的线
面角和二面角的平面角
四、教学程序
教学
环节
教学过程 设计意图

三、 新 知 应 用 引 例 1.已知0°经线和赤道面,根据经度和纬度的概念分别做出某地:北纬40°和东经160°的线面角和二面角的平面角 通过引例,降低了教学起点,增加了教
学梯度,同时为例题的教学做好准备。

2.例题分析
例1.我国首都北京靠近北纬40⁰,求北纬40⁰纬线的长度.(地球半径约为6370km)
解:设A是北纬40⁰纬圆上一点,则AK是它的半径,因为∠AOB=∠OAK= 40⁰,所以
纬圆周长c=2 *AK
= 2 OAcos40⁰
≈2×3.14 ×6370 ×0.7660
≈3.066 ×104(km)
例题分析
3.例题变式.
在北纬40°的纬线圈上有A、B两地,点A在东经20°,点B在东经80°,计算这两地间
的纬线长。
解:由上题知纬圆半径
r=AO1= Rcos 40°
又由已知可得∠AO1B= 60°
所以AB两地的纬线长
=

在北纬40°的纬线圈上有A、B两地,点A在东经20°,点B在东经80°,计算这两地的
纬线长。
提问:AB这段弧长是这两地在球面上的最短距离吗?
5.球面上两点间的距离
平面上两点间的最短距离是连结这两点的线段的长度,而球的表面是曲面,球面上A、B
两点间的最短距离显然不是线段AB的长度,那是什么呢?

180
40cos60R

5.球面上两点间的距离
在球面上,两点之间的最短连线的长度,就是经过这两点的大圆在这两点间的一段劣弧的
长度,我们把这个弧长叫做两点间的球面距离.
小结
1.知识方面:
学习了球的概念和性质,以及经度、纬度、大圆、小圆、球面距离等概念
2.能力方面:
采用类比转化与数形结合的思想
作 业