A'B'C'D'DCBAO1
2 球的体积和表面积一.学习目标:了解球的表面积和体积的计算公式(不要求记忆公式);能运用球的表面积和体积公式进行计算和解决有关实际问题
二.重点、难点: 重点: 难点:三.知识要点:1
表面积: (R:球的半径)
四.自主探究:(一)例题精讲:【例 1】有一种空心钢球,质量为,测得外径等于,求它的内径(钢的密度为,精确到).解:设空心球内径(直径)为,则钢球质量为,∴, ∴,∴直径,即空心钢球的内径约为
【例 2】表面积为的球,其内接正四棱柱的高是,求这个正四棱柱的表面积
解:设球半径为,正四棱柱底面边长为,则作轴截面如图,,,又 ,∴,∴,∴,∴
【例 3】(04 年辽宁卷
10)设 A、B、C、D 是球面上的四个点,且在同一平面内 ,AB=BC=CD=DA=3,球心到该平面的距离是球半径的一半,则球的体积是( )
A.B.C.D.【解】由已知可得,A、B、C、D 在球的一个小圆上
AB=BC=CD=DA=3, ∴ 四边形为正方形
∴ 小圆半径
∴ 球的体积
点评:解答球体中相关计算,一定要牢记球的截面性质,体积和表面积公式
【例 4】推导球的表面积公式
解:设球的半径为,我们把球面任意分割为一些“小球面片”,它们的面积分别用表示,则球的表面积
以这些“小球面片”为底,球心为顶点的“小锥体”的体积和等于求的体积 ,这些“小锥体”可近似地看成棱锥,“小锥体”的底面积可近似地等于“小锥体”的底面积,球的半径近似地等于小棱锥的高
因此,第 个小棱锥的体积,当“小锥体”的底面 非常小时,“小锥体”的底面几乎是“平的”,于是球的体积为:,又 ,且, ∴可得
又 ,∴, ∴即为球的表面积公式点评:我们也可以类似以上极限分割,利用球的表面积公式推导球的体积公式