给圆柱罐贴一圈标签,标签要多长才能刚好绕一圈?把侧面沿一条高剪开、摊平,看看这条长度原来贴着哪里。
先认清底面、侧面和高
本课研究直圆柱。它有两个平行、同样大的圆形底面,围在周围的是曲面,叫侧面。两个底面之间的垂直距离叫高。上下底面各有一个圆,不能把侧面也算作圆。
把圆柱的侧面展开
圆柱的表面由三部分组成:上、下两个相同的圆,加一个弯曲的侧面。
想象把侧面沿一条高剪开,摊平,得到一个长方形:
- 一条边等于底面周长 2πr;
- 与它相邻的一条边等于圆柱的高 h。
所以侧面积是底面周长乘高:
侧面积=2πrh
底面积是 πr²,有两个底面,因此
表面积=2πrh+2πr²
侧面展开
┌──────────────────┐
│ │ 高 h
└──────────────────┘
底面周长 2πr
展开时,顶部那圈边变成了长方形的上边,底部那圈边变成了下边;剪开的同一条高变成左右两条边。它们只是换了位置,没有伸长。
本课材料题忽略厚度、接缝和裁剪损耗,π 按 3.14 计算。
例子
例 1:有盖圆柱
r=3 cm,h=10 cm,π 取 3.14。
侧面积:2×3.14×3×10=188.4(cm²)
底面积:3.14×3²=3.14×9=28.26(cm²)
表面积:188.4+28.26×2=188.4+56.52=244.92(cm²)
例 2:无盖水桶
r=2 dm,h=5 dm。
侧面积:2×3.14×2×5=62.8(dm²)
一个底面积:3.14×2²=12.56(dm²)
需要铁皮:62.8+12.56=75.36(dm²)
例 3:通风管
通风管两端开口,没有底面。r=0.5 m,长 2 m。
侧面积:2×3.14×0.5×2=6.28(m²)
只需要侧面积 6.28 m²。
易错
- 求侧面积时直接用半径乘高,漏掉 2π。侧面积是“底面周长×高”。
- 分不清有没有盖:有盖加 2 个底面积,无盖加 1 个,通风管不加。
- 直径和半径混用。题目给直径,先除以 2。
- 单位不统一。半径用厘米、高用米,要先化成同一单位。
- 把表面积和体积混在一起。表面积用平方单位,体积用立方单位。
- 计算底面积时忘了平方,把 πr² 算成 πr。
把长方形换个方向卷
一张长 12 厘米、宽 6 厘米的长方形纸,分别沿两个方向卷成不重叠、没有底面的圆柱侧面。侧面积会变吗?底面周长和高呢?
看解释
侧面积都为 12×6=72 平方厘米,纸没增减。第一种底面周长 12、高 6;第二种底面周长 6、高 12。侧面积相同,不等于两个圆柱的半径和体积都相同。
练习
- 圆柱底面半径 2 cm,高 6 cm,求侧面积。(π 取 3.14)
- 接上题,求这个圆柱的表面积。
- 圆柱底面直径 4 dm,高 5 dm,求侧面积。
- 一个无盖圆柱形水桶,底面半径 3 dm,高 4 dm,做这个水桶需要多少平方分米铁皮?
- 一根圆柱形通风管,底面直径 0.6 m,长 1.5 m,需要多少平方米铁皮?
- 圆柱的底面周长是 31.4 cm,高 8 cm,求侧面积。
答案
- 2×3.14×2×6=75.36(cm²)。
- 底面积 3.14×2²=12.56(cm²);表面积 75.36+12.56×2=75.36+25.12=100.48(cm²)。
- 3.14×4×5=62.8(dm²)。
- 侧面积 2×3.14×3×4=75.36(dm²);底面积 3.14×3²=28.26(dm²);共 75.36+28.26=103.62(dm²)。
- 3.14×0.6×1.5=2.826(m²)。
- 31.4×8=251.2(cm²)。