圆柱表面积的计算策略

圆柱表面积的计算策略

赵亚平(陕西省洋县关帝镇中心小学陕西洋县723300)

圆柱的表面积计算是小学阶段最后一个立体图形表面积的计算。这部分内容不但要求学生透彻掌握“圆柱”的图形特征,而且能将它与实际生活当中的实物联系起来,那么在解决相关的数学问题时学生就能得心应手。

一、圆柱的哪些特征对解决问题是必须的

既然探讨的是圆柱的表面积,就得了解立体图形的表面积是什么?圆柱的表面积是由两个完全一样的圆面和一个侧面组成。而这两个底面与侧面也不是一点关联都没有。要组成一个封闭的圆柱,底面圆的周长和侧面展开图的长(侧面与底面相交的那条曲线)必须是相等的。侧面展开图的宽和圆柱的高相等。实际上算圆柱的表面积就是求这三个面的面积之和。S底=2∏r2(或∏d2),S侧=ch=∏dh=2∏r。因此,弄清楚圆柱各部分图形的特征,算表面积就是轻而易举的。

二、弄清楚各部分面积怎么算

圆柱的两个底面是大小完全一样的圆形,它们的面积可以利用S圆=2∏r2或者S圆=∏D2来计算。圆柱的侧面是一个长方形或者正方形。如果是长方形则利用“长×宽”计算,是正方形利用“边长×边长”计算。由于一个封闭的圆柱,它的底面和侧面有关联。如果侧面是长方形:长=底面圆的周长=2∏r=∏d,宽=圆柱的高;如果侧面是正方形:边长=底面圆的周长=圆柱的高。综上所述,“求圆柱的表面积”这个问题就会有一下三种基本情况:

1、已知侧面积和底面积,求圆柱的表面积

方法S圆柱表=S侧+2S底

例如:已知S侧=20cm2,S底=10cm2,求圆柱的表面积S圆柱表=S侧+2S底=20+10×2=40(cm2)

2、已知半径和高,求圆柱的表面积

方法S圆柱表=2∏rh+2∏r2例如:已知r=8cmh=10cm,求圆柱的表面积

S圆柱表=2∏rh+2∏r2=2×3.14×8×10+2×3.14×8×8=2×3.14×8×(10+8)=3.14×16×18=904.32(cm2)

3、已知直径和高,求圆柱的表面积

方法S圆柱表=∏dh+∏d2

例如:已知d=20cmh=30cm,求圆柱的表面积

S圆柱表=∏dh+∏d2=3.14×20×30+×3.14×20×20=3.14×20×(30+10)=3.14×20×40=2512(cm2)

除了这三种基本类型之外,还有一种就是“已知圆柱的底面周长和高来算圆柱的表面积”。正因为圆柱的底面和侧面有关联,所以这类题目就能考察学生是否透彻掌握圆柱的图形特征了。当然熟练的学生就知道可以由底面周长算出底面半径或者底面直径,将这类转化为上面的第二或者第三类了。

根据圆柱的特征可知圆柱的底面是两个完全一样的圆形,那么算圆的面积只需知道半径或直径就行。又因为侧面和底面相互衔接,可以利用半径或直径将底面周长算出来。仔细观察发现求圆柱的表面积的问题必须知道“高”。

对于圆的面积的算法,是北师大版六年级上册中已经学过,而长方形与正方形的面积也是早都学过的。现在解决圆柱的表面积计算问题,实质上是将这个立体图形的各组成部分弄清楚,按照“表面积”的定义将各部分面积进行独立计算,最后组合一起就解决了这个问题。

三、联系实际,透彻分析,解决问题

实际的学习过程中,常出现许多学生已经认识了圆柱,也会计算圆柱的表面积,但遇到具体的问题就无从下手,或没有思路。我分析是没有将数学模型与生活实际联系起来,也没有想清楚物体的形态特点,或者是实物与数学模型之间的共通性没有弄通达,这些都会成为解决问题的拦路虎。

例如:北师大版六年级下册课本第6页练一练的第2题,已知压路机前轮的底面直径为1.6m,轮宽5m,压路机前轮转动一周,压路机压路的面积是多少平方米?

压路机的前轮是个圆柱体,但是“压路的部分”是整个圆柱吗?认真看图就不难分析出只是圆柱的侧面。要求压路的面积实际是求这个圆柱的侧面积。而很多学生没有将图与实际联系起来,误算了整个圆柱的表面积。S侧=∏dh=3.14×1.6×5=25.12(平方米)类似的问题还有教程第七页第4题做通风管需要多少铁皮的问题。很多学生也是没有联系实际,不考虑怎么就通风了,也是算了整个圆柱的表面积导致题目做错。还有像“做一个无盖圆柱形铁桶,需要铁皮多少平方米”这类问题,常常会有学生因没有审清题意而多算了一个底面积导致错误。因此,解决关于此类问题的关键还是要将题意分析清楚,再动手去做,正确计算就没问题了。

除了这种在具体问题中只算一部分面积的问题之外,还有算组合在一起的实物比较所需材料多少的问题,也会使学生因分析不清导致错误。

例如:如图所示,有一顶少数民族的帽子帽顶部分(包括上面和侧面)是圆柱形,用黑布做;帽檐部分是一个圆环,用白布做。已知帽顶的底面半径、高和帽檐的宽都是15cm,那么黑布和白布中,哪种布用的多?

分析:本题是比较所用的两种布料的多少,而布料有了具体的形态,也就是算黑色和白色部分的面积哪个大。

还得考虑这是一顶帽子,顶部是个圆柱,但是只需算“上底面和侧面”,白布部分实际上就是个圆环。题中已经点明了,有同学不考虑算成了圆柱表面积和圆环面积之和,造成计算错误。黑布:2∏rh+∏r2=2×3.14×15×15+3.14×15×15=3.14×15×15×(2+1)

=3.14×225×3(1)

白布:∏(R2-r2)=3.14×[(15+15)2-15×15]=3.14×(900-225)=3.14×675

=3.14×225×3(2)

因为(1)和(2)结果相同,所以需要的黑布和白布一样多。

综上所述,圆柱的表面积计算类问题,首先要弄清图形的特征,其次透彻了解各部分之间的关系,最后结合具体的问题进行具体分析,看清究竟是算哪几部分的面积,进行正确计算即可。

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