M为什么实验室 · 小学数学
五、六年级 · 提高选学

切开以后,什么变多了

先会:长方体表面积与体积

一个长方体木块,长 8 厘米、宽 4 厘米、高 3 厘米。沿着长的中点竖直切一刀,得到两个长、宽、高分别为 4、4、3 厘米的小木块。忽略锯缝损耗。

体积不变,多出两个切面

切开前体积是 8×4×3=96 立方厘米。切开后两块合计 4×4×3×2=96 立方厘米。

沿长的中点切开,两个新露出的面都是4厘米乘3厘米。

原表面积是(8×4+8×3+4×3)×2=136 平方厘米。一刀产生两个新面,每个面积 4×3=12 平方厘米,因此两块表面积之和是 136+12×2=160 平方厘米。

“切一刀”不等于只增加一个面。刀口两边各有一个。

拼起来,被遮住的是两个面

把两块重新沿切面贴紧,两个 12 平方厘米的面都藏在里面,外表面积减少 24 平方厘米,回到 136 平方厘米。

如果改变拼法,表面积也可能不同。两块棱长 2 厘米的正方体,沿完整的面拼成长方体,原来合计 48 平方厘米,藏起两个各 4 平方厘米的面,剩 40 平方厘米。

圆柱也可以这样想

把圆柱平行于底面切成两段,增加的是两个圆形底面。若半径是 2 厘米,表面积增加 2×π×2²=8π 平方厘米,与切口离底面多远无关。沿别的方向切,切面形状就可能不同。

自己试一试

  1. 配图长方体切开前后,体积分别是多少?
  2. 配图切法使表面积增加多少?
  3. 同一木块若沿着高的中点水平切一刀,表面积增加多少?
  4. 三个棱长 2 厘米的正方体排成一行,相邻面完全贴合,外表面积是多少?
  5. 半径 3 厘米的圆柱,平行于底面切一刀,表面积增加多少?π 取 3.14。
  6. 切开木块后,能用增加的表面积去加原来的体积吗?

答案与说明

  1. 都是 96 立方厘米,假定没有切割损耗。
  2. 4×3×2=24 平方厘米。
  3. 新面是 8×4 的长方形,增加 8×4×2=64 平方厘米。
  4. 3×6×2²−2×2×2²=56 平方厘米。两处连接,每处藏起两个面;也可按 6×2×2 的长方体算。
  5. 2×3.14×3²=56.52 平方厘米。
  6. 不能。表面积用平方单位,体积用立方单位,表示的量不同。
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