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长方体的体积
例1 一个长方体,如果高增加2厘米,就变成一个正方体。这时表面积比原来增加56平方厘米。原来长方体的体积是多少立方厘米?
分析:这个长方体的高增加2厘米厚,就变成一个正方
体,这时变化的仅仅是高,说明原来的长和宽是相等的,而且是变化后的正方体的棱长,原来长方体的高比它的长(宽)少2厘米。同时可以看出,原来长方体的上面在增高中移到了正方体的上面,因此在变化过程中增加的面积是高2厘米的侧面的面积,就是4个完全相同的宽为2厘米的长方形的面积,即56平方厘米。可以用“56÷4”得出每个长方形的面积,再除以2得出正方体的棱长,即原来长方形的长和宽,最后用棱长的长度减去增加的2厘米,得到原长方体的高,利用体积公式求出原长方体的体积。
高增加2厘米,解答:增加的每个小长方形的面积:56÷4=14(平方厘米) 也就是增加一个高是2厘米的小正方体的棱长:14÷2=7(厘米)
长方体,这个小长方体的原长方体高:7-2=5(厘米)
侧面积才是增加的面积。
原长方体体积:7×7×5=245(立方厘米)
结论:立体图形的体积发生变化时,表面积通常也会发生变化,这就需要画图,从图中找出变化规律,解决所求问题。
当堂练习
1.一个长方体,如果高减少4厘米,就变成一个正方体,这时表面积比原来减少128平方厘米。原长方体的体积是多少立方厘米?
2.有一个正方体,如果它的高增加2厘米就变成一个长方体,这个长方体的表面积就比原来的正方体增加96平方厘米,原正方体的体积是多少立方厘米。
例2 一个长方体的体积石245立方厘米,如果它的高增加2厘米,它就变成一个正方体(如图),求这个长方体的表面积。
分析:本题看起来和例1很相似,但用例1的思路却无法解答,很显然,根据已有信息,无法直接求出长方体的长、宽和高,只知道长方体的长=宽=高+2,但根据长方体的体积是245
立方厘米,可以考虑将245分解成三个符合要求的数,从而找出长、宽、高。
可设长、宽是x cm,则高分别(x-2)cm,于是有方程 x×x×(x-2)=245。只要把245进行分解,即可知道x是7,(x-2)是5。 解答:因为245=7×7×5
所以长方体的长、宽、高分别是7厘米、7厘米、5厘米 长方体的表面积7×7×2+7×5×4=238(平方厘米) 答:这个长方体的表面积是238平方厘米。
当堂练习:
3.一个长方体的体积是810立方分米,如果它的高减少1分米,就变成一个正方体,求这个长方体的表面积。
例3 一块长方体木料,锯下一个体积是75立方分米的小长方体后,剩下的部分是一个棱长为5分米的正方体,原长方体木块的表面积是多少平方分米?
分析:由“剩下的部分时一个棱长为5分米的正方体”,我们可以想象出长方体的横截面是一个边长为5分米的正方形。由锯下的体积数除以横截面面积就可以求出锯下的小长方体的长,从而可求出原木料的表面积。
解答:小长方体的长:75÷(5×5)=3(分米) 原木料的长:3+5=8(分米)
原木料的表面积:8×5×4+5×5×2=210(平方分米) 答:原长方体木料的表面积是210平方分米。
结论:像这种割去一个长方体就变成一个正方体(或是“剩下一个正方体”)的情况,这里改变的只是一条棱的长度,所以题中就有一个隐含条件,原长方体中有两组棱是相等的,要挖掘到这个隐含条件再根据变化,灵活解题。
当堂练习:
4.一个长方体木块,从上部截去一个高是2厘米的长方体,从下部截去一个高4厘米的长方体后,剩下的部分是一个正方体。如果正方体表面积比原来长方体表面积少120平方厘米,那么长方体的体积是多少立方厘米?
例4 用一张长40厘米、宽20厘米的长方形铁皮,做一个深5厘米的无盖长方体容器(焊接处和铁皮厚度不计)。有几种焊接方法?怎样焊接容积最大?
分析:有以下三种焊接方法。 方法一:如图①,从原铁皮的四个角分别剪去一个边长为5厘米的正方形,就可焊接成如图②所示的无盖容器。
方法二:如图③在原铁皮的一条宽边的角上分别剪去两个边长为5厘米的正方形铁皮,再把这两块铁皮焊接到原铁皮的另一条宽边上,就可焊接成如图④所示的无盖容器。
方法三:如图⑤从原铁皮的长边上剪下一个边长为20厘米的正方形铁皮,再把这个正方形铁皮的一边平均分成四份,就可焊接成如图⑥所示的无盖容器。
但不管怎样焊接高都是一样的,因此要使容积最大,底面积必须尽可能大。 解答:第一种方法:30×10×5=1500(立方厘米) 第二种方法:35×10×5=1750(立方厘米)
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