缪晓磊——《在“运动”中探索立体图形的计算问题》教学设计 2023-09-27
网站类目:教学设计 活动级别:校级 活动类别: 执教姓名:缪晓磊 所在单位:江阴市峭岐实验小学 执教时间:2023-05-26 执教地点:江阴市峭岐实验小学 执教内容: 参加对象:全校数学老师

“运动”中探索立体图形的计算问题

教学目标:

1、学生通过观察、比较,了解几何中点动成线、线动成面、面动成体的基本知识。

2、学生通过计算、推导,掌握图形垂直移动中图形体积公式的推导以及适用范围,探索图形旋转中一些复杂图形的体积计算。尝试推导侧面积公式的适用范围,

3、学生通过合作、讨论交流,感受到数学的奥秘,激发学生学习数学的乐趣。

教学重点:

图形垂直移动:图形体积公式的推导以及适用范围,尝试推导侧面积公式的适用范围

图形旋转:一些复杂图形的体积计算。

教学难点:

图形旋转:一些复杂图形的体积计算。

教学过程:

提问:同学们,你能用一个公式,表示出长方体、正方体、圆柱的体积吗?(体积=底面积×高)

谈话:是的,它们的体积都能用底面积×高来表示。你知道为什么它们都能用这个公式来表示?但我们学习数学不仅要知其然,还要知其所以然。这个公式还能表示其他立体图形的体积吗?带着这个疑问,我们今天要再次打开图形几何的数学之门,一起来进行探究。

一、知识准备:

谈话:瞧,这是一个点。我们水平移动这个点,它的移动轨迹就变成了一条线。在数学上,我们称之为点动成线”,这条线的长短就是长度。

这是一条线段,我们向上平移这条线段,它在平移过程中所经过的区域就变成了一个长方形,长方形是一个平面图形。由一条线移动变成了一个平面图形,在数学上,我们称之为线动成面”,这个面的大小就是面积。

提问:你知道面动成什么吗?

这是一个长方形,怎样移动变成一个立体图形呢?这样可以吗?(演示)

垂直于它所在的平面向上运动,像这样(演示)它的移动轨迹就能变成一个……(长方体),是的。今天这节课我们说的面的运动都是垂直于图形所在的面进行移动。像刚才这样垂直于所在平面移动一个长方形,这个长方形所经过的空间就变成了一个长方体,在数学上,我们称之为“面动成体”,这个空间的大小就是体积。

 

(图形的平移)

二、体积公式:

1)分析

谈话:知道了“面动成体”,下面这个图形你能说一说他们都是由什么图形移动得到的吗?

(圆柱、正方体)

2)归纳

对比:通过找一找,我们发现长方体、圆柱、正方体都能看成是把一个图形移动产生的。在以前的学习中,我们还知道了体积=底面积×高。结合面动成体的知识,你能说一说底面积和高在平移过程中,分别表示的是什么吗?

生:底面积表示被移动图形的面积,高表示移动的距离。

明确:是的,从面动成体的角度看,体积也等于被移动图形的面积×移动的距离。

提问:这个长方体除了看成是把底面的长方形向上平移向上移动以外,还能怎样看?(侧面向左移动)

明确:在计算长方体的体积的时候,除了底面积×高外,还可以用横截面积×长,而在面动成体的角度看,横截面积其实也是被移动图形的面积,长就是移动的距离。

看来不管是底面积×高,还是横截面积×长,其实都是被移动图形的面积×移动的距离。

(3)运用

提问:根据刚才我们的所学,那这些立体图形的体积,你会求吗?(4题)

 

 

 

 

(4)完善概念

提问:这个图形的体积也能用被移动图形的面积×移动的距离吗?为什么?

生:因为从上往下有的地方不一样。

提问:怎样的图形才能够运用这个公式呢?

生:从上往下粗细完全一样。

小结:是的,像刚才这些从下往上粗细完全一样的立体图形,在数学上我们叫作:直柱体。直柱体的体积才能用:被移动图形的面积×移动的距离来算体积。在计算的时候,我们要先找到是谁在移动,再看它移动了多少距离,就能求出这个立体图形的体积了。

过渡:通过刚才的“面动成体”,我们对体积公式:底面积×高又有了新的认识。平面图形除了垂直于所在平面移动能够形成立体图形外,你知道怎样运动图形也能形成立体图形呢?(旋转)下面我们就要从图形旋转入手,进行复习。

(图形的旋转)

三、长方形旋转

探究题:把长方形ABCD绕一边进行旋转,得到的图形会是什么?并求出它的体积和表面积。

                    

 

 

 

四、三角形旋转

探究题:把1个直角三角形进行旋转,得到的图形会是怎样的?并求出它的体积。

 

 基础 :(1)             (2)               特殊:           拓展:

 

 

五、梯形旋转

探究题:把直角梯形ABCD绕一边进行旋转,得到的图形会是什么?并求出它的体积。

 

 

 

 

小结:刚才我们通过旋转圆柱、三角形、梯形得到了许多不同的立体图形,并计算出了他们的体积。在解题的过程中,我们首先要确定旋转轴。然后想象并画出旋转后所形成的立体图形,一般就是圆柱、圆锥或者它们的组合图形。最后找到它们的底面半径和高,进行计算。

六、全课总结:

提问:今天你学习了什么?

揭示:今天我们认识了“点动成线、线动成面、面动成体”,运用“面动成体”的知识,我们进一步理解了体积公式:体积=底面积×高,也就是被移动图形的面积×移动的距离。接着我们还计算了通过旋转形成的立体图形的体积,它的解题步骤是:1、确定旋转轴。2、确定立体图形。3、确定半径和高。4、计算体积。

 

 

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