11.3 例题选讲
例1 图6—5中的几何体是一个正方体,图6—6是这个正方体的一个平面展开图,图6—7(a)、(b)、(c)也是这个正方体的平面展开图,但每一展开图上都有四个面上的图案没画出来,请你给补上。
分析与解:从图6—5和图6—6中可知: 与;与;与互相处于相对面的位置上。只要在图6—7
(a)、(b)、(c)三个展开图中,判定谁与谁处在互为对面的位置上,则标有数字的四个空白面上的图案便可以补上。
先看图6—7中的(a),仔细观察可知,1与4,3与处在互为对面的位置上。
再看图6—7中的(b),同上,1与3,2与处在互为对面的位置上。
最后再看图6—7中的(c),同上,1与,2与4处在互为对面的位置上。
图6—7(a)、(b)、(c)标有数字的空白面上的图案见图6—8中的(a)、(b)、(c)。
例2 图6—9中的几何体是一个长方体,四边形APQC是长方体的一个截面(即过长方体上四点A、P、Q、C的平面与长方体相交所得到的图形),P、Q分别为棱A1B1、B1C1的中点,请在此长方体的平面展图上,标出线段AC、CQ、QP、PA来。
分析与解:只要能正确画出图6—9中长方体的平面展开图,问题便能迎刃而解。图6—10中的粗实线,就是题目中所要标出的线段AC、CQ、QP、PA。
例3 在图6—11中,M、N是圆柱体的同一条母线上且位于上、下底面上的两点,若从M点绕圆柱体的侧面到达N,沿怎么样的路线路程最短?
分析与解:沿圆柱体的母线MN将圆柱的侧面剪开铺平,得出圆柱的侧面展开图,见图6—12,从M点绕圆柱体的侧面到达N点。实际上是从侧面展开图的长方形的一个顶点M到达不相邻的另一个顶点N。而两点间以线段的长度最短。所以最短路线就是侧面展开图中长方形的一条对角线,见图6—12和图6—13。
例4 图6—14中的几何体是一棱长为4厘米的正方体,若在它的各个面的中心位置上,各打一个直径为2厘米,深为1厘米的圆柱形的孔,求打孔后几何体的表面积是多少(π=3.14)?
分析与解:因为正方体的棱长为2厘米,而孔深只有1厘米,所以正方体没有被打透。这一来打孔后所得几何体的表面积,等于原来正方体的表面积,再加上六个完全一样的圆柱的侧面积、这六个圆柱的高为1厘米,底面圆的半径为1厘米。
正方体的表面积为42×6=96(平方厘米)
一个圆柱的侧面积为2π×1×1=6.28(平方厘米)
几何体的表面积为96+6.28×6=133.68(平方厘米)
答:(略)
例5 图6—15是由18个边长为1厘米的小正方体拼成的几何体,求此几何体的表面积是多少?
分析与解:从图6—15中可以看出,18个小正方体一共摆了三层,第一层2个,第二层7个,因为18-7-2=9,所以第三层摆了9个。另外,上、下两个面的表面积是相同的,同样,前、后;左、右两个面的表面积也是分别相同的。因为小正方体的棱长是1厘米,所以
上面的表面积为12×9=9(平方厘米)
前面的表面积为12×8=8(平方厘米)
左面的表面积为12×7=7(平方厘米)
几何体的表面积为9×2+8×2+7×2=
答:(略)
例6 图6—16中所示图形,是一个底面直径为20厘米的装有一部分水的圆柱形玻璃杯,水中放着一个底面直径为6厘米,高20厘米的一个圆锥体铅锤,当铅锤从水中取出后,杯里的水将下降几厘米?(π=3.14)
分析与解:因为玻璃杯是圆柱形的,所以铅锤取出后,水面下降部分实际是一个小圆柱,这个圆柱的底面与玻璃杯的底面一样,是一直径为20厘米的圆,它的体积正好等于圆锥体铅锤的体积,这个小圆柱的高就是水面下降的高度。
因为圆锥形铅锤的体积为
设水面下降的高度为x,则小圆柱的体积为x(20÷2)2×x=100πx(立方厘米)
所以有下列方程:
60π=100πx,解此方程得:
x=0.6(厘米)
答:铅锤取出后,杯中水面下降了0.6厘米。