最近我們在探索圓柱與圓錐的表面積與體積,說真的,這些問題有點難,因為圓錐與圓柱是立體圖形,還是個旋轉體,我們要一步一步地嚴格的推理證明,我們做到了這一點。
第一步,我們要溫故,我們回顧了以前學過的立體圖形,也明白各個立體圖形的表面積和體積怎么求了,又想了一下圓錐和圓柱跟長方體與正方體之間的關系,然后就是知新了,我們要探索圓錐圓柱,他們的表面積和他們的體積明確了,學習目標就開始精確部分圓錐,圓錐圓錐圓錐的表面積和體積該如何求。
圓柱:表面積
我們可以用以千球表面積的方法來求,比如這里有一個正方體,我們如何求這個正方體的表面積?可以把這個正方體展開,分成六個正方形,然后把正方形的面積求出來相加,那么圓柱的表面積也應該是如此,我們的方法是把圓柱展開,展開之后也就是兩個大小同樣的圓,和一個長方形,我們算出圓的面積和長方形的面積,把他們相加就是圓柱的面積了,現(xiàn)在我們社員的半徑是r,那圓的面積就是r2兀,(r的平方乘以兀),有兩個相同的圓,就是2×r2兀,現(xiàn)在我們就要算長方形的面積,如果我們要算長方形的面積畫,需要長和寬,寬在這個原柱中就是高h,那么長是什么呢?你會發(fā)現(xiàn)長就是圍城底面的周長,所以長就是圓的周長,圓的半徑是r,周長就是2兀r,長方形的長和寬有了,就知道它的面積該怎么算了,面積也就是2兀r×h,那圓柱的表面積也就是2兀rh+2r2兀,等于說要想知道圓柱的表面積,只用知道半徑和高就行了。(原稿)

圓錐:表面積
我們還是用以前的方法來求圓錐的表面積,第一步還是要有一個圓錐,然后把這個圓錐展開,如果要想知道圓錐展開后是什么圖形的話,我們就要做一個圓錐,圓錐也是旋轉體,那么是什么?幾何圖形圍成圓錐的呢?我們有兩種猜想,第一是三角形,第二是一個扇形,我們嘗試構思一下,覺得都可以圍成圓錐,所以我們必須要實地操作一下,我先畫了一個扇形,又畫了一個三角形,剪下來,最后扇形圍成一個圓錐,所以圓錐展開以后是一個扇形,和一個圓形,圓形也就是圓錐的底面。
我們算出圓的面積和扇形的面積,然后加起來就是圓錐的表面積了,但是,要想知道圓和扇形的面積話,必須知道圓的半徑和扇形的半徑,有些人問圓和扇形的半徑會不會一樣?我們知道兩點之間線段最短,我們畫一個在這個圓中經過中心的線段,就是圓的直徑,但圓錐是從開端用空中繞了一圈,才到了那個鐘點,就說明善的直徑不等于圓的直徑,半徑也就當然不相等,所以現(xiàn)在我們明白,至少需要兩個信息,圓的半徑和扇形的半徑。
接下來就要算表面積了,圓的面積,是底面半徑是r,面積就是r2兀,接下來我們看扇形的面積,扇形的半徑是R,我們用大R來表示,因為扇形的半徑和圓的半徑不一樣,我們還要知道圓心角的角度,我們設圓心角的角度是n,那么扇形的面積就是r2兀xn/360,那么把扇形的面積加圓的面積,就是圓錐的表面積,那么圓錐的表面積就是r2兀xn/360xr2兀。
但是這個法則還有一些略處,因為我們不能直接知道圓錐展開后的扇形的角度,所以我們最好用另一種方法,求扇形的面積,那就是1/2lR,l,是弧AB的長度,這種法則已經在扇形的面積中證明過了,所以是可行的,那我們現(xiàn)在要知道弧AB的長度了,其實胡就是圓的周長,因為是狐圍城了,底面也就是緣,說明圓的周長就是弧,半徑就是R,這個扇形的半徑還被稱作為母線,那扇形的面積就是,那么扇形的面積就是1/22兀r×R,那么圓錐的表面積就是1/22兀r×R+r2兀。
這個法則明顯就比我第一個求的法子更好一些,現(xiàn)在我們就要一步一步求圓錐和圓柱的體積了。(原稿)


圓柱:體積
其實原著跟我們求圓的面積很像,只不過圓是二維的原著是三維的,也就是原著加了一個條件高,我現(xiàn)在分割一個圓柱,如下圖。

首先我們要有一個圓柱,肯定的它的高,底面的半徑,然后分割這個圓柱,其實分的越小越好,陰謀越小就越近,似一個三角體,但是我們是做不到把應援的周長分成三角形的底,我們想象一下,分出來的就是三角體,然后把它展開,把這些三角體拼成一個長方體,我們知道長方體的體積怎么算,就是長乘寬乘高,那么這個長方體的長是多少呢?長方體的寬是多少呢?,我們在求長和寬的時候想到了圓的面積,方法一毛一樣,只不過少了個高,如圖五,我們們是如何組成長方形的,就是把圓的周長分割,然后拼,兩個長方形的長加起來就是圓的周長,那這個長方體的長呢?,也是圓的,周長的一半,所以是1/22兀r,寬就是圖中的半徑,r,那么長方體的高是什么呢?,長方體的高就是圓柱的高h,三個條件都有了,那么體積是什么呢?就是長乘寬乘高,也就是1/22兀r×r×h,我們來化解一下,就是1/22兀r×r×h=r?!羠×h=r2兀h,你會發(fā)現(xiàn)就是圓柱的底面積乘高,這就是圓柱體積的法則。

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圓錐:體積
圓錐的體積這個嗯,有點難說,因為他也是,旋轉體,但是我認為圓錐的體積和它同底面積等高的圓錐的體積有關系,于是我做了一個同底面積等高的一對圓錐和圓柱。
然后我們就去操場上弄些土,也把土弄得細點,要不然吐個吐會有奸細為一項圓錐和圓柱的體積,我們先裝滿圓錐,然后把圓錐上的土了,原著最后我們到了三次,差不多就把圓柱倒?jié)M了,所以可能圓錐的體積就是和他同底面積等高的圓柱體積的1/3,事實上就是這樣,我們只能用物理實驗來證明,不能用數(shù)學來推理,但等我們上了大學,在研究這方面時便知分曉,所以圓錐的體積就是1/3r2兀h。
