球的表面积与体积

我们已经探索完圆锥圆柱的表面积,还有体积了,在我写1到6年级大课程的脑图的时候,几何这个部分,为了发展,我就写了一个球,我对球特别的好奇,我很想知道是什么图形围成的球,我好想知道球的体积,还有表面积,就这样,我踏上了球的探索之路,球的表面积与体积。

球的表面积



球的表面积,我刚开始的方法还是按以前的,就是呢,把这个球,看看怎么展开?是什么图形围成的这个球,我刚开始想到的是圆,于是我就剪了一个圆,然后呢,把它的边剪上几刀,看看可不可以折成一个球,最后我折成的东西特别像一个圆锥,我才知道,原也是特殊的扇形,所以呢,圆围成的图形肯定就是圆锥,这个方法就排除了。


这时宋老师给我发了一个视频,就是这个,如下图。
宋老师发的视频(截图)
我看明白这个视频了,就是说上面有一个球,下面有四个圆,圆的直径跟球的直径是一样的,它们的厚度几乎为零,当然那个圆的厚度也不可能为零,然后呢,装在球里面的水倒下来,分入那四个圆中,最后你可以发现,那个水都平均分在那四个圆中,如果没有人工误差的话,你看到的就是上面两个圆,还有一点点没有装满,那都是因为那个圆是有厚度,所以球的表面积应该就是四个问直径圆的面积,用字母表示就是42兀r事实上就是如此,耶,求出来圆的表面积了!

球的体积

球的体积,我第一个在大脑中想到的方法就是,拿一个球的模型,然后往球里面装土,要保证球给装满,最好再用称称下土的重量,在得出这样的图一立方是多少斤,根据我最后得到的斤数除以那个一立方是多少斤,就是这个球的体积了,但是这种方法并不可靠,因为你不能保证每一粒土,它的重量是一样的,而且这种方法也不实用,因为你不可能每次在生活中要球一个球的体积的时候都用土,而且球的模型也很难找到,所以这种方法我们不用。
第二种方法,我想出来的就是水,先是有一个球的模型,然后呢,再把水倾入到这个模型,最后看看水有多少,在看每一立方的水的重量是多少,水一共有多少斤,就可以得到水有多少立方,也就是球的体积了,但是这种方法也不实用,你也不能在生活中每一次求球的体积的时候都拿一盆水来测,这种方法也不现实,所以呢,我就开始在我的大脑中快速的推理,如何求一个球的体积?

探索第一节:


首先我想的是在一个球的表面上分割出一个小正方形,我也是利用了极限思想,把这个球的表面分割成无数的小正方形,这样小正方形就可以围成球的表面了,然后我把这个小正方形的四个角连接球的球心,应该是一个四棱锥(我编的,不知道是不是),然后我想我可以根据四棱锥的体积,然后得出球的体积,我突然发现,我不会求四棱锥的体积,所以这种方法在我的大脑中排除了。
第一种方法

当我不知道该如何是好的时候,宋老师发来了一条信息,她发了一个图片,是这样的,如下图。

宋老师发的图片

探索第二节:


宋老师问我有什么感觉?这时候我恍然大悟,原来可以利用极限思想把这个球的表面分割成三角形,准确的来说是等边三角形,于是我把三角形的三个角连接球的球心,就是一个三棱锥,可以根据三棱锥的体积得到球的体积,但是三棱锥的体积我也不知道该如何求,这首我突然发现,三棱锥跟圆锥特别像,等于说圆锥的底面只不过是一个圆,三棱锥是个三角形,我就想三棱锥的体积是不是底面积乘高除以三呢?底面积在圆锥中,就是圆的面积,然后我问了一下宋老师,看看这是不是三棱锥的体积,宋老师说,对的,原来三棱锥的体积是底面积乘高除以三,也就是1/3底面积乘高,我离成功又迈向了一步。
第二种方法

探索第三节:


然后就是利用极限思想,把这些三棱锥的体积加起来了,也就是1/3底面积×高+1/3底面积×高+1/3底面积×高+……(n个1/3底面积×高),在这个算式中,我们可以利用乘法分配律,把1/3底面积加起来,那么最后的算式就是,1/3(n底面积)×高,那么n底面积在这个球中是什么呢?其实就是球的表面积,那么高,在这个球中是什么呢?其实就是这个球的横切面中的圆的半径,也就是这个球的半径,我们用字母表示,就是1/3×42兀r×r所以我们就把球的体积的公式求出来了!!!

我们成功的把球的表面积还有体积求出来了,拜拜,新年快乐!

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