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从《立体几何》的一个案例说起
【关键词】 ;
【正文】 参考案例 题目:如图,这是一个奖杯的三视图,请你画出它的直观图,并求出这个奖杯的体积.
几何学是研究现实世界中物体的形状、大小与位置关系的数学学科。在这里的物体就是一个奖杯,我们要研究它的形状与大小。在现实生活中,设计师要无中生有的设计出时尚的发型、典雅的时装、别致的建筑物等,工人要根据图纸准确作出发型,服装,零件,建筑工人要根据图纸建造出高楼大厦。立体几何就是培养学生的四种能力:
(1) 认识空间图形,培养和发展学生的空间想象能力;
(2) 推理论证能力
(3) 应用图形语言进行交流的能力
(4) 几何直观能力。
为了达到这些要求,我们通常采用直观感知、操作确认、思维论证、度量计算等方法认识和探索集合图形及其性质.
分析:由这个奖杯的三视图,可以画出它的直观图(如图),这是一个由球、棱柱和(伪)棱台组成的一个简单的组合体,所以它的体积是由三部分组成。把这个组合体分离成球、棱柱和(伪)棱台.
第一部分,球如图,球的半径为2cm,体积为V1=■π×23=■cm3
第二部分,棱柱,是直棱柱也是长方体(如图),长为8 cm,宽为4 cm,高为20 cm,体积为V2=8×4×20=640cm3
第三部分,(伪)棱台,是棱台吗?由于上下底面不相似,故该多面体不是棱台,其实是拟柱体中的长方台.我们不能用台体的体积公式求解,但可以用割补法求其体积.
我们把该多面体放大并标上字母,如图多面体ABCD-A1B1C1D1,连结AB1,CB1,D1B1,把它分割成三个四棱锥(如图),四棱锥B1-ABCD、四棱锥B1-ADD1A1、四棱锥B1-CDD1C1,分别计算它们的体积
V四棱锥B1-ABCD=■S矩形ABCDh=■×20×16×2=■cm3
V四棱锥-ADD1A1=3V三棱锥A-A1B1D1=3×■S△A1B1D1h=■×12×8×2=96cm3, V四棱锥=B1-CDD1C1= ■V三棱锥C-B1C1D1
■×■S△B1C1D1h=■×■×12×8×2=■cm3
所以(伪)棱台的体积为
V3=■+96+■=■cm3
奖杯的体积为V=V1+V2+V3=■+640+■=■cm3.
教学建议:为了解决这个问题,我们可体以分步完成
(1)我们讲三视图时,可以让学生自己找一个空间图形(最好与本题中奖杯的形状一样)让亲自学生动手测量有关数据,并作好记录,画出它的三视图,
在老师进行指导,并要求学生保管好三视图或者由老师集体保管;
(2)当我们讲到直观图时,让学生根据实物画出直观图,并要求学生保管好直观图或者由老师集体保管;
(3)过一段时间,让学生根据三视图画出直观图,但是不准看实物,也不准看原来画好的直观图,画完了再与实物和原来画好的直观图进行比较,同时比较三视图与直观图之间的区别与联系;
(4)当我们讲到空间图形时,让学生看着三视图结合实物分离出各个简单的几何体,并观察底座是棱台吗?比较直棱柱、正棱柱、长方体、正方体等之间的关系;
(5) 当我们讲到体积时,要求学生根据三视图计算该实物的体积和表面积,学会用割补法求多面体的体积,注意巧选底面;
(6) 让学生把该题目完整地作出来,并总结其中要点;
(7) 让学生自己设计一个奖杯,先画出它的三视图和直观图,然后用彩纸制作出来;
(8) 底座是不是棱台哪是什么,它有没有体积公式?参考2002北京高考第18题。让学生了解拟柱体,长方台,楔体等多面体。让学生完成以下练习.
练习:如图多面体ABCD-A1B1C1D1中,上、下底面平行且均为矩形,相对的侧面与同一底面所成二面角大小相等,上、下 底面矩形的长宽分别为c、d与a、b且a>c,b>d两底面间的距离为h.
(I) 求侧面ABB1A1与底面ABCD所成二面角的正切值。
(II) 在估测该多面体的体积时经常用近似公式V估=S中截面h来计算。已知它的体积公式是V=■(S上底面+4S中截面+S下底面),试判断V估与V的大小关系,并加以证明。
让这一道题目贯穿我们学习立体几何的全过程,让学生带着问题学习,让学生在操作中学习。如果学生把这道题目完全搞清楚了,那么该学生的四种能力自然就得到了提高,四种方法也会了,立体几何一定学好了,而且终生收益。
几何学是研究现实世界中物体的形状、大小与位置关系的数学学科。在这里的物体就是一个奖杯,我们要研究它的形状与大小。在现实生活中,设计师要无中生有的设计出时尚的发型、典雅的时装、别致的建筑物等,工人要根据图纸准确作出发型,服装,零件,建筑工人要根据图纸建造出高楼大厦。立体几何就是培养学生的四种能力:
(1) 认识空间图形,培养和发展学生的空间想象能力;
(2) 推理论证能力
(3) 应用图形语言进行交流的能力
(4) 几何直观能力。
为了达到这些要求,我们通常采用直观感知、操作确认、思维论证、度量计算等方法认识和探索集合图形及其性质.
分析:由这个奖杯的三视图,可以画出它的直观图(如图),这是一个由球、棱柱和(伪)棱台组成的一个简单的组合体,所以它的体积是由三部分组成。把这个组合体分离成球、棱柱和(伪)棱台.
第一部分,球如图,球的半径为2cm,体积为V1=■π×23=■cm3
第二部分,棱柱,是直棱柱也是长方体(如图),长为8 cm,宽为4 cm,高为20 cm,体积为V2=8×4×20=640cm3
第三部分,(伪)棱台,是棱台吗?由于上下底面不相似,故该多面体不是棱台,其实是拟柱体中的长方台.我们不能用台体的体积公式求解,但可以用割补法求其体积.
我们把该多面体放大并标上字母,如图多面体ABCD-A1B1C1D1,连结AB1,CB1,D1B1,把它分割成三个四棱锥(如图),四棱锥B1-ABCD、四棱锥B1-ADD1A1、四棱锥B1-CDD1C1,分别计算它们的体积
V四棱锥B1-ABCD=■S矩形ABCDh=■×20×16×2=■cm3
V四棱锥-ADD1A1=3V三棱锥A-A1B1D1=3×■S△A1B1D1h=■×12×8×2=96cm3, V四棱锥=B1-CDD1C1= ■V三棱锥C-B1C1D1
■×■S△B1C1D1h=■×■×12×8×2=■cm3
所以(伪)棱台的体积为
V3=■+96+■=■cm3
奖杯的体积为V=V1+V2+V3=■+640+■=■cm3.
教学建议:为了解决这个问题,我们可体以分步完成
(1)我们讲三视图时,可以让学生自己找一个空间图形(最好与本题中奖杯的形状一样)让亲自学生动手测量有关数据,并作好记录,画出它的三视图,
在老师进行指导,并要求学生保管好三视图或者由老师集体保管;
(2)当我们讲到直观图时,让学生根据实物画出直观图,并要求学生保管好直观图或者由老师集体保管;
(3)过一段时间,让学生根据三视图画出直观图,但是不准看实物,也不准看原来画好的直观图,画完了再与实物和原来画好的直观图进行比较,同时比较三视图与直观图之间的区别与联系;
(4)当我们讲到空间图形时,让学生看着三视图结合实物分离出各个简单的几何体,并观察底座是棱台吗?比较直棱柱、正棱柱、长方体、正方体等之间的关系;
(5) 当我们讲到体积时,要求学生根据三视图计算该实物的体积和表面积,学会用割补法求多面体的体积,注意巧选底面;
(6) 让学生把该题目完整地作出来,并总结其中要点;
(7) 让学生自己设计一个奖杯,先画出它的三视图和直观图,然后用彩纸制作出来;
(8) 底座是不是棱台哪是什么,它有没有体积公式?参考2002北京高考第18题。让学生了解拟柱体,长方台,楔体等多面体。让学生完成以下练习.
练习:如图多面体ABCD-A1B1C1D1中,上、下底面平行且均为矩形,相对的侧面与同一底面所成二面角大小相等,上、下 底面矩形的长宽分别为c、d与a、b且a>c,b>d两底面间的距离为h.
(I) 求侧面ABB1A1与底面ABCD所成二面角的正切值。
(II) 在估测该多面体的体积时经常用近似公式V估=S中截面h来计算。已知它的体积公式是V=■(S上底面+4S中截面+S下底面),试判断V估与V的大小关系,并加以证明。
让这一道题目贯穿我们学习立体几何的全过程,让学生带着问题学习,让学生在操作中学习。如果学生把这道题目完全搞清楚了,那么该学生的四种能力自然就得到了提高,四种方法也会了,立体几何一定学好了,而且终生收益。
- 【发布时间】2018/6/4 19:52:20
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