师:同学们好,今天我们一起来学习第九课圆锥的体积。为什么把圆锥放到最后学呢?它和之前学的立体图形有什么不同?我们先回顾下之前学的立体图形,像长方体、正方体、圆柱体,它们上下粗细一样,而圆锥上下粗细不同。那该怎么计算圆锥的体积?数学家想到从学过的立体图形里选一个和圆锥对比,探索其体积计算方法。
同学们,如果你们是数学家,会选哪个图形和圆锥对比?
生:圆柱。
师:为什么选圆柱呢?
生:圆锥和圆柱底面都是圆形,侧面都是曲面,有很多共同点,体积之间可能有联系。
师:选圆柱是第一步,接着要思考选什么样的圆柱。老师给出三个圆柱,底面半径 3 厘米,高 6 厘米。第一个圆柱底面半径 4 厘米,高 7 厘米,底和高都比圆锥大;第二个圆柱底面半径 3 厘米,高 6 厘米,底和高与圆锥相同;第三个圆柱底面半径 2 厘米,高 4 厘米,底和高都比圆锥小。同学们会选哪个圆柱和圆锥对比?
生:中间的圆柱。
师:为什么选它?
生:它的底面和高与圆锥相同,比较起来方便。
师:这种关系叫做圆锥和圆柱等底等高。于是数学家做了两个这样的容器,一个圆锥,一个等底等高的圆柱。同学们猜一猜,这个圆锥和圆柱体积是什么关系?我们看看数学家怎样做实验。首先在圆锥里装满水,倒进圆柱里,没倒满;又装满水,再倒进去,还是没倒满;第三次在圆锥里装满水,再倒进圆柱,这时三次的水刚好把圆柱装满。这是巧合吗?数学家又用很多大小、形状不同的圆锥和等底等高的圆柱做了大量试验,结果都一样。于是得出结论,圆锥体积是和它等底等高的圆柱体积的 1/3。
有了这个结论,我们来探索圆锥体积计算方法。我们知道圆柱体积是底面积乘高,圆锥体积是等底等高圆柱体积的 1/3,那么圆锥体积就是底面积乘高,再乘 1/3。如果用 v 表示体积,s 表示底面积,h 表示高,圆锥体积计算公式就是 v = 1/3 sh。
同学们,回想一下,我们是怎样探索圆锥体积计算公式的?首先选择形状相近的圆柱,再选等底等高的数据,然后大量实践探究,最后得出结论:圆锥体积是等底等高圆柱体积的 1/3,进而得到圆锥体积计算公式 v = 1/3 sh。那这个公式有什么用呢?我们来做几道题试试。
第一题,一个圆锥形零件,底面积是 170 平方厘米,高是 12 厘米,这个零件的体积是多少立方厘米?大家自己试试。
师:我们看这道题怎么解。从问题可知是求圆锥体积,根据圆锥体积计算公式 v = 1/3 sh,要求出圆锥体积,得知道圆锥的底面积和高,这两个条件都已知,可直接写算式:1/3×170×12,答案是 680 立方厘米。答:这个零件的体积是 680 立方厘米。同学们,做对了吗?我们看第二题,一个圆柱和一个圆锥底面积相等,高也相等。圆柱的体积是 9.42 立方厘米,圆锥的体积是多少立方厘米?大家试试。
师:我们看这道题怎么做。问题还是求圆锥体积,从题目可知圆柱和圆锥等底等高,我们知道圆锥体积是等底等高圆柱体积的 1/3,所以用圆柱体积 9.42 立方厘米乘 1/3,可得圆锥体积为 3.14 立方厘米,然后作答。大家写对了吗?通过这两题练习,相信同学们会用学过的知识解决问题了。接下来看第三题,计算圆锥的体积,单位厘米,大家自己试试。
