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1.1.1柱、锥、台、球的结构特征教案新人教A版必修2


柱、锥、台、球的结构特征
新丰一中数学组 教学目的: 1.掌握柱、锥、台、球的结构特征,学会观察、分析图形,提高空间想象能力和几何直观? 能力. 2.能够描述现实生活中简单物体的结构, 学会建立几何模型研究空间图形, 培养数学建模的 思想. 教学重点:柱、锥、台、球的结构特征. 教学难点:归纳柱、锥、台、球的结构特征 授课类型:新授课 课时安排:1 课时 教 具:多媒体、实物投影仪 教学过程:
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一、导入新课: 在我们的生活中会经常发现一些具有特色的建筑物, 你能举出一些例子吗?这些建筑的 几何结构特征如何?引导学生回忆, 举例和相互交流.教师对学生的活动及时给予评价.引出 课题:柱、锥、台、球的结构特征. 二、讲授新课: 提出问题 1.观察下面的图片,请将这些图片中的物体分成两类,并说明分类的标准是什么?

图1

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2.你能给出多面体和旋转体的定义吗? 活动: 让学生分组讨论, 根据初中已有的知识, 学生很快就能分成两类, 对没有思路的学生, 教师予以提示. 1.根据围成几何体的面是否都是平面来分类. 2.根据围成几何体的面的特点来定义多面体,利用动态的观点来定义旋转体. 讨论结果: 1.通过观察,可以发现,(2)、(5)、(7)、(9)、(13)、(14)、(15)、(16) 具有同样的特点:组成几何体的每个面都是平面图形,并且都是平面多边形,像这样的几何 体称为多面体;(1)、(3)、(4)、(6)、(8)、(10)、(11)、(12)具有同样 的特点:组成它们的面不全是平面图形,像这样的几何体称为旋转体. 2.多面体:一般地,由若干个平面多边形围成的几何体叫做多面体.围成多面体的各个多边 形叫做多面体的面; 相邻两个面的公共边叫做多面体的棱; 棱与棱的公共点叫做多面体的顶 点.按围成多面体的面数分为:四面体、五面体、六面体、……,一个多面体最少有 4 个面, 四面体是三棱锥.棱柱、棱锥、棱台均是多面体. 旋转体: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,这条定直线叫做旋转体的轴.圆柱、圆锥、圆台、球均是旋转体. 提出问题 1.与其他多面体相比,图片中的多面体(5)、(7)、(9)具有什么样的共同特征? 2.请给出棱柱的定义? 3.与其他多面体相比,图片中的多面体(14)、(15)具有什么样的共同特征? 4.请给出棱锥的定义. 5.利用同样的方法给出棱台的定义. 活动:学生先思考或讨论,如果学生没有思路时,教师再提示. 对于 1、3,可根据围成多面体的各个面的关系来分析. 对于 2,利用多面体(5)、(7)、(9)的共同特征来定义棱柱. 对于 4,利用多面体(14)、(15)的共同特征来定义棱锥. 对于 5,利用图片中的多面体(13)、(16)的共同特征来定义棱台. 讨论结果: 1.特点是:有两个面平行,其余的面都是平行四边形.像这样的几何体称为棱柱. 2.定义:两个平面互相平行,其余各面都是四边形,并且每相邻两个四边形的公共边都互相
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平行,由这些面围成的多面体称为棱柱.棱柱中,两个互相平行的面叫做棱柱的底面;其余 各面叫做棱柱的侧面;相邻侧面的公共边叫做棱柱的侧棱;侧面与底面的公共顶点叫做棱柱 的顶点. 表示法:用表示底面各顶点的字母表示棱柱. 分类:按底面多边形的边数分为三棱柱、四棱柱、五棱柱…… 3.其中一个面是多边形,其余各面是三角形,这样的几何体称为棱锥. 4.定义:有一面为多边形,其余各面都是有一个公共顶点的三角形,这些面围成的多面体叫 做棱锥.这个多边形面叫做棱锥的底面或底;有公共顶点的各个三角形面叫做棱锥的侧面; 各侧面的公共顶点叫做棱锥的顶点;相邻侧面的公共边叫做棱锥的侧棱. 表示法:用顶点和底面各顶点的字母表示. 分类:按底面多边形的边数分为三棱锥、四棱锥、五棱锥…… 5.定义:用一个平行于棱锥底面的平面去截棱锥,底面与截面之间的部分叫做棱台.原棱锥 的底面和截面叫做棱台的下底面和上底面; 其他各面叫做棱台的侧面; 相邻侧面的公共边叫 做棱台的侧棱;底面多边形与侧面的公共顶点叫做棱台的顶点. 表示法:用表示底面各顶点的字母表示棱台. 分类:按底面多边形的边数分为三棱台、四棱台、五棱台…… 提出问题 1.与其他旋转体相比,图片中的旋转体(1)、(8)具有什么样的共同特征? 2.请给出圆柱的定义. 3.其他旋转体相比,图片中的旋转体(3)、(6)具有什么样的共同特征? 4.请给出圆锥的定义. 5.类比圆锥和圆柱的定义方法,请给出圆台的定义. 6.用同样的方法给出球的定义. 讨论结果: 1.静态的观点:有两个平行的平面,其他的面是曲面;动态的观点:矩形绕其一边旋转形成 的面围成的旋转体.像这样的旋转体称为圆柱. 2.定义: 以矩形的一边所在的直线为旋转轴, 其余各边旋转而形成的曲面所围成的旋转体叫 做圆柱.旋转轴叫做圆柱的轴;垂直于旋转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,圆柱的侧面又称为圆柱面,无论转到什么位置,不 垂直于轴的边都叫做圆柱侧面的母线.
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表示:圆柱用表示轴的字母表示. 规定:圆柱和棱柱统称为柱体. 3.静态的观点:有一平面,其他的面是曲面;动态的观点:直角三角形绕其一直角边旋转形 成的面围成的旋转体.像这样的旋转体称为圆锥. 4.定义: 以直角三角形的一条直角边所在的直线为旋转轴, 其余两边旋转而形成的面所围成 的旋转体叫做圆锥.旋转轴叫做圆锥的轴;垂直于旋转轴的边旋转而成的圆面称为圆锥的底 面;不垂直于旋转轴的边旋转而成的曲面叫做圆锥的侧面,圆锥的侧面又称为圆锥面,无论 转到什么位置,这条边都叫做圆锥侧面的母线. 表示:圆锥用表示轴的字母表示. 规定:圆锥和棱锥统称为锥体. 5.定义: 以直角梯形垂直于底边的腰所在的直线为旋转轴, 其余各边旋转而形成的曲面所围 成的几何体叫做圆台.还可以看成是用平行于圆锥底面的平面截这个圆锥,截面与底面之间 的部分.旋转轴叫做圆台的轴;垂直于旋转轴的边旋转而成的圆面称为圆台的底面;不垂直 于旋转轴的边旋转而成的曲面叫做圆台的侧面, 无论转到什么位置, 这条边都叫做圆台侧面 的母线. 表示:圆台用表示轴的字母表示. 规定:圆台和棱台统称为台体. 6.定义:以半圆的直径所在的直线为旋转轴,将半圆旋转一周所形成的曲面称为球面,球面 所围成的旋转体称为球体,简称球.半圆的圆心称为球心,连接球面上任意一点与球心的线 段称为球的半径,连接球面上两点并且过球心的线段称为球的直径. 表示:用表示球心的字母表示. 知识总结: 1.棱柱、棱锥、棱台的结构特征比较,如下表所示: 结构特征 棱柱 两个平面互相平行, 其余各面都是四边 定义 形,并且每相邻两个 四边形的公共边都互 相平行,这些面围成 棱锥 有一面为多边 形,其余各面是 有一个公共顶点 的三角形,这些 面围成的几何体 棱台 用一个平行于棱 锥底面的平面去 截棱锥,底面与 截面之间的部 分,这样的多面

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的几何体称为棱柱 两底面是全等的多边 底面 形 侧面 侧棱 平行于底 面的截面 过不相邻 两侧棱的 截面 平行四边形 平行四边形 平行且相等 与两底面是全等的多 边形

叫做棱锥 多边形

体叫做棱台 两底面是相似的 多边形

三角形 相交于顶点 与底面是相似的 多边形

梯形 延长线交于一点 与两底面是相似 的多边形

三角形

梯形

2.圆柱、圆锥、圆台、球的结构特征比较,如下表所示: 结构特 圆柱 征 以半圆的直 以直角三角 以矩形的一边 形的一条直 所在的直线为 角边为旋转 旋转轴,其余 轴,其余各 定义 各边旋转而形 边旋转而形 成的曲面所围 成的曲面所 成的几何体叫 围成的几何 做圆柱 体叫做圆锥 做圆台 体称为球体, 简称球 两底面是平行 底面 且半径相等的 圆 侧面展 矩形 开图 母线 平行且相等 相交于顶点 延长线交于一 无 扇形 扇环 不可展开 圆 两底面是平行 但半径不相等 的圆 无 成的几何体叫 围成的几何 成的曲面所围 球面,球面所 各边旋转而形 的曲面称为 旋转轴,其余 一周所形成 所在的直线为 将半圆旋转 直于底边的腰 线为旋转轴, 以直角梯形垂 径所在的直 圆锥 圆台 球

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点 平行于 底面的 截面 轴截面 与两底面是平 行且半径相等 的圆 矩形 平行于底面 且半径不相 等的圆 等腰三角形 与两底面是平 球的任何截 行且半径不相 面都是圆 等的圆 等腰梯形 圆

3.简单几何体的分类:
? ?棱柱 ? ? ?多面体?棱锥 ?棱台 ? ? ? ? 简单几何体? ?圆柱 ? ? ?旋转体?圆锥 ? ? ?圆台 ? ?球 ? ? ?

三、讲解范例: 例 1 下列几何体是棱柱的有( )

图2 A.5 个 B.4 个 C.3 个 D.2 个

活动:判断一个几何体是哪种几何体,一定要紧扣柱、锥、台、球的结构特征,注意定义中 的特殊字眼,切不可马虎大意. 棱柱的结构特征有三方面:有两个面互相平行;其余各面是平行四边形;这些平行四边形面 中,每相邻两个面的公共边都互相平行.当一个几何体同时满足这三方面的结构特征时,这 个几何体才是棱柱.很明显,几何体②④⑤⑥均不符合,仅有①③符合. 答案:D 点评:本题主要考查棱柱的结构特征.本题容易错认为几何体②也是棱柱,其原因是忽视了 棱柱必须有两个面平行这个结构特征, 避免出现此类错误的方法是将教材中的各种几何体的

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结构特征放在一起对比,并且和图形对应起来记忆,要做到看到文字叙述就想到图,看到图 形就想到文字叙述. 变式训练 1.下列几个命题中, ①两个面平行且相似,其余各面都是梯形的多面体是棱台; ②有两个面互相平行,其余四个面都是等腰梯形的六面体是棱台; ③各侧面都是正方形的四棱柱一定是正方体; ④分别以矩形两条不等的边所在直线为旋转轴, 将矩形旋转, 所得到的两个圆柱是两个不同 的圆柱. 其中正确的有__________个.( A.1 B.2 ) C.3 D.4

分析:①中两个底面平行且相似,其余各面都是梯形,并不能保证侧棱会交于一点,所以① 是错误的;②中两个底面互相平行,其余四个面都是等腰梯形,也有可能两底面根本就不相 似,所以②不正确;③中底面不一定是正方形,所以③不正确;很明显④是正确的. 答案:A 2.下列命题中正确的是( )

A.有两个面平行,其余各面都是四边形的几何体叫棱柱 B.有两个面平行,其余各面都是平行四边形的几何体叫棱柱 C.有一个面是多边形,其余各面都是三角形的几何体叫棱锥 D.棱台各侧棱的延长线交于一点 答案:D 3.下列命题中正确的是( )

A.以直角三角形的一直角边为轴旋转所得的旋转体是圆锥 B.以直角梯形的一腰为轴旋转所得的旋转体是圆台 C.圆柱、圆锥、圆台都有两个底面 D.圆锥的侧面展开图为扇形,这个扇形所在圆的半径等于圆锥底面圆的半径 分析:以直角梯形垂直于底的腰为轴,旋转所得的旋转体才是圆台,所以 B 不正确;圆锥仅 有一个底面,所以 C 不正确;圆锥的侧面展开图为扇形,这个扇形所在圆的半径等于圆锥的 母线长,所以 D 不正确.很明显 A 正确. 答案:A
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四、课堂练习: 课本 P.7 练习 1、2(1)(2) 五、小结 : 由学生整理学习了哪些内容 六、课后作业: 习题 1.1 A 组 第 1、2、3 题 七、板书设计
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? ?棱柱 ? ? ?多面体?棱锥 ?棱台 ? ? ? ? 简单几何体? ?圆柱 ? ? ?旋转体?圆锥 ? ? ?圆台 ? ?球 ? ? ?

八、课后记:

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