M为什么实验室 · 小学数学
五、六年级 · 基础

体积与容积

先会:长方体的长宽高、面积单位、小数乘法

一个盒子,一层能放 3 排、每排 4 个单位小正方体,能叠 5 层。一层的个数和层数分别对应盒子的哪些长度?

一层放多少,能放几层

上图是单位立方体一层的俯视格,共3排4列12个。下图示意5层,合计60立方厘米。

把长方体装满棱长 1 cm 的小正方体:长×宽算出一层能放几个,高说明能叠几层,所以总个数是长×宽×高。每个小正方体是 1 cm³,个数就是体积的数值。

体积和容积不是一回事。体积看物体从外面占多大空间;容积看容器里面能装多少。容器有壁厚时,容积要用内长、内宽、内高,不能用外面的尺寸。

边长 1 分米的正方体,沿每个方向都能排 10 个边长 1 厘米的小正方体。一层有 10×10=100 个,10 层共有 1000 个,所以 1 dm³=1000 cm³。

棱长 1 米的正方体,体积是 1 立方米,写作 1 m³。可以在地面摆出长、宽各 1 米的正方形,再想象它向上延伸 1 米:整个空间才是 1 立方米。因为 1 米=10 分米,沿长、宽、高都能排 10 个棱长 1 分米的小正方体,所以 1 m³=10×10×10 dm³=1000 dm³。相邻两个常用体积单位之间是 1000 倍,不能照搬长度单位的 10 倍关系。

常用关系:1 L=1 dm³=1000 mL,1 mL=1 cm³,1 m³=1000 L。用排水法量不规则物体,物体完全浸没、没有溢水且物体不吸水时,它的体积等于水面上升那部分空间的体积。

量小橡皮占的空间,常用立方厘米;量鞋盒占的空间,常用立方分米;量一间教室内部的空间,常用立方米。描述一瓶水能装多少,常用毫升或升。单位要让数值容易读懂,也要看清量的是物体体积还是容器容积。

单位小练习

  1. 2 m³ 等于多少 dm³?3500 dm³ 等于多少 m³?
  2. 给合适的单位填空:一块橡皮体积约 8( );一瓶水约 500( );一个水箱容积约 2( ),可装约 2000 升水。

核对:1. 2000 dm³;3.5 m³。2. 立方厘米;毫升;立方米。水箱的 2 m³=2000 dm³=2000 L。

例子

例 1:3×4×5 的长方体

底层放 3×4=12 个 1 cm³ 小正方体;叠 5 层,共 12×5=60 个。体积是 60 cm³。

用公式:3×4×5=60 cm³。

例 2:1 L 有多大

内部棱长 10 cm 的正方体容器,容积为 10×10×10=1000 cm³。装满时能装 1 L 水,所以 1 L=1000 cm³=1 dm³。这里给的是内部尺寸,不是盒子的外部尺寸。

例 3:有壁厚的盒子

一个有盖的长方体盒子,外面长 10 cm、宽 8 cm、高 6 cm,盖、底和侧壁都厚 1 cm,盖合上后不伸入内腔。里面每个方向都要去掉两边各 1 cm:

内长 10−2=8 cm,内宽 8−2=6 cm,内高 6−2=4 cm。 容积:8×6×4=192 cm³。

如果换成同样外部尺寸的无盖盒子,底和侧壁仍厚 1 cm,内高只减底厚,变成 6−1=5 cm,容积是 8×6×5=240 cm³。有没有盖,会改变内高的计算。

易错

  • 体积和容积混用。体积看占空间,容积看里面能装多少。
  • 有壁厚仍用外尺寸。容积要用内长、内宽、内高。
  • 把 1 L 写成 1000 cm。1 L=1000 cm³,是体积单位。
  • 排水法忘记看水位差。物体体积等于原水面与新水面之间那层空间的体积,水量本身没有增加;计算用水位差,不是最后的水深。
  • 体积单位写成 cm²。体积用 cm³、dm³、m³。

只加高,还是三个方向都翻倍

一个长方体只把高变成 2 倍,体积怎样变?如果长、宽、高都变成 2 倍呢?

看解释

只把高变成 2 倍,每层个数不变,层数翻倍,体积是 2 倍。三个方向都翻倍,每层是 2×2=4 倍,再叠原来 2 倍的层数,体积是 8 倍。

练习

  1. 长 5 cm、宽 4 cm、高 3 cm 的长方体,体积是多少?
  2. 棱长 4 cm 的正方体,体积是多少?
  3. 一个长方体水箱,里面长 8 dm、宽 5 dm、水深 3 dm,水的体积是多少升?
  4. 一个有盖长方体盒子外面长 12 cm、宽 10 cm、高 8 cm,盖、底和侧壁都厚 1 cm,盖不伸入内腔,容积是多少?
  5. 一块不吸水的石头完全浸没在装有 200 mL 水的量杯中,没有溢水,水面升到 350 mL。石头体积是多少?
  6. 1.5 L 等于多少 mL?等于多少 cm³?

答案

  1. 5×4×3=60 cm³。
  2. 4×4×4=64 cm³。
  3. 8×5×3=120 dm³=120 L。
  4. 内长 10 cm、内宽 8 cm、内高 6 cm;10×8×6=480 cm³。
  5. 350−200=150 mL=150 cm³。
  6. 1.5 L=1500 mL=1500 cm³。
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