师:同学们好,前面我们已经认识了圆锥,掌握了它的特征,那圆锥的体积怎样计算呢?这节课我们就一起学习圆锥的体积。在学习过程中,我们要结合具体情境,经历探索圆锥体积的计算过程,找到计算方法,解决一些与圆锥体积有关的实际问题,并在解决问题中感知物体体积的大小,发展空间观念。好啦,你准备好了吗?现在开始今天的学习。请看,这是一个铅锤,它的形状是圆锥的。请听笑笑怎么提问的?
生:铅锤体积怎么求呢?
师:对,铅锤的体积怎么求呢?请同学们认真思考。我们听听淘气怎么说的。
生:我用排水法,把铅锤完全浸没在盛水的量杯中,水没有溢出,水升高的体积就是这个铅锤的体积。
师:嗯,淘气用了排水的方法,水升高的体积就是这个铅锤的体积。我们来看笑笑是怎么认为的呢?
生:我用转化法,把铅锤完全浸没在盛水的长方体、正方体或圆柱体的容器中。把求铅锤的体积转化成求水面上升的那部分水的体积,然后根据上升的水面高度和容器的底面积,求出水面上升的那部分水的体积,就是铅锤的体积。
师:笑笑用了转化的方法,把铅锤的体积转化成以前学过的长方体、正方体、圆柱体的体积来计算。同学们请看,星期天笑笑来到爷爷家,发现一个有趣的现象,爷爷把小麦堆起来时,小麦自然形成了圆锥的形状。笑笑看到像小山似的麦堆,想提出问题。请听笑笑怎么说的。
生:好大的一堆小麦,小麦堆成圆锥的形状,求这堆小麦的体积是多少呢?实际就是求圆锥的体积。
师:对,求小麦的体积就是求圆锥的体积。刚才我们求铅锤的体积,用了排水法和转化法。排水法不可取,转化法又太麻烦,所以我们要找到求圆锥体积的一般方法。上一节我们学习了圆柱的体积是底面积乘高,即(V = SH)。圆锥也有底面积和高,那它的体积怎么求呢?我们继续往下探索,想一想如何得到圆锥的体积?请同学们再认真思考。请听笑笑如何想象的呢?
生:圆锥的体积可能也用底面积乘高来计算。
师:笑笑认为圆锥的体积像圆柱那样,用底面积乘高来计算。请听淘气是怎么认为的呢?
生:底面积乘高是圆柱体积的计算方法,我猜想圆锥的体积大概与和它等底等高的圆柱体积有关。
师:这里淘气说了个词“等底等高”,是什么意思呢?就是它们的底相等,高也相等,数学上就叫等底等高。到底圆柱和圆锥有什么关系呢?笑笑和淘气又进行了大胆的猜想。
生:我猜想圆锥的体积可能是与它等底等高的圆柱体积的(\frac{1}{2})。
师:笑笑认为是(\frac{1}{2})的关系。请听淘气怎么认为的呢?
生:我猜想圆锥的体积可能是与它等底等高的圆柱体积的(\frac{1}{3})。
师:他认为是(\frac{1}{3})。这里淘气和笑笑的想法出现了分歧,我们来做个实验。按照下面的方法做,看看有什么发现。准备等底等高的圆柱形容器和圆锥形容器各一个,将圆锥形容器装满沙子,再倒入圆柱形容器,看看几次能倒满。实验时,也可以用水代替沙子。同学们请认真仔细观察实验。
(操作演示)
师:这是一组等底等高的圆柱和圆锥,我把圆锥装满水,然后倒进圆柱中。
生:咦,两次没有倒满,所以不是(\frac{1}{2}),那是不是(\frac{1}{3})?再继续倒一下试试。
师:好的,我再倒一下,刚好倒满呢。
师:刚才同学们经过认真观察,发现等底等高的两个容器,当圆锥向圆柱容器倒水时,圆锥盛满水倒入圆柱中,经过三次才能倒满。事实是这样吗?我们再次验证,取出一组和刚才不一样大小的圆锥和圆柱来做这个实验。
(再次操作演示)
师:还是三次就倒满了,原来真的是三倍关系啊。
师:这样,圆锥的体积公式就解决了。通过两次实验,我们得到等底等高的圆锥的体积是圆柱体积的(\frac{1}{3}),也可以说圆柱的体积是与它等底等高的圆锥体积的(3)倍。这样我们就得到圆锥的体积公式:圆锥的体积(V)等于和它等底等高的圆柱体积的(\frac{1}{3})。圆柱的体积是底面积乘高,那么和它等底等高的圆锥的体积就是(\frac{1}{3})底面积乘高。同学们,明白了吗?这里老师有个温馨提示,等底等高是探究圆柱和圆锥体积关系的重要条件。如果没有等底等高这个条件,就不能说圆柱的体积是圆锥体积的(3)倍,圆锥的体积是圆柱体积的(\frac{1}{3})。同学们,明白了吗?下面我们来小试牛刀。一个圆柱和一个圆锥等底等高。请听第一题,如果圆柱的体积是(12)立方分米,那么圆锥的体积是多少立方分米呢?一定要看清楚,它们是等底等高的。所以圆锥的体积是圆柱体积的(\frac{1}{3}),(12×\frac{1}{3}),得到圆锥的体积是(4)立方分米。我们继续挑战。如果圆锥的体积是(12)立方分米,那么圆柱的体积是多少立方分米呢?
