例7横截面直径为2分米的一根圆钢,截成两段后,两段表面积的和为75.36平方分米,求原来那根圆钢的体积是多少(π=3.14)?
分析与解:根据圆柱体的体积公式,体积=底面积×高。假设圆钢长为x,因为将圆钢截成两段后,两段表面积的和,等于圆钢的侧面积加上四个底面圆的面积,所以有下面式子:
2π×(2÷2)×x+4π×(2÷2)2
=2πx+4π
根据题目中给出的已知条件,可得下面方程:
2πx+4π=75.36
解方程:
圆钢的体积为π×(2÷2)2×10≈31.4(立方分米)
答:(略)。
例8 一个圆锥的侧面展开图是一个半径为10厘米、圆心角为216°的扇形,求此圆锥的体积是多少(π=3.14)?
分析与解:要想求出圆锥的体积,就要先求出它的底面圆的半径与高。按题意画图6—17。在图6—17中,字母R、h分别表示底面圆的半径和圆锥体的高,根据弧长公式:弧长=2лR×n÷360(这里R是圆的半径,n为弧所对圆心角的度数),便可求出弧长来。这个弧长就是底面圆的周长,再利用周长公式,就可求出底面圆的半径R。另外从图6—17中可以看出:圆锥的高、母线、底面圆的半径正好构成一个直角三角形,利用勾股定理便可求出圆锥的高h。
所以 2πR=12π,得R=6(厘米)
在直角三角形中,根据勾股定理有:
102=h2+R2,即h2=102-R2
=100-36=64,h=8(厘米)
答:(略)
例9 图6—18中的图形是一个正方体,H、G、F分别是棱AB、AD、AA1的中点。现在沿三角形GFH所在平面锯掉正方体的一个角,问锯掉的这块的体积是原正方体体积的几分之几?
分析与解:因为锯掉的是立方体的一个角,所以HA与AG、AF都垂直。即HA垂直于三角形AGF所在的立方体的上底面,实际上锯掉的这个角,是以三角形AGF为底面,H为顶点的一个三棱锥,如果我们假设正方体的棱长为a,则正方体的体积为a3。
三棱锥的底面是直角三角形AGF,而角FAG为90°,G、F又分别为AD、
而三棱锥的体积等于底面积与高的乘积再除以3,所以锯掉的那一角的体积为
答:(略)
例10 图6—19是一个里面装有水的三棱柱封闭容器,图6—20是这个三棱柱的平面展开图。当以A面作为底面放在桌面上时,水高2厘米,如果以B面与C面分别作为底面放在桌面上时,水面高各为多少厘米?
分析与解:我们先求以A面作为底面放在桌面上时容器内的水的体积。此时水的体积,与以梯形FJQP为底面、JI为高的棱柱的体积相等。棱柱的体积等于底面积乘以高,从图6—20可以看出,此棱柱的高JI为12厘米,梯形FJQP的下底FJ为3厘米,高QJ为2厘米。因为PTJQ是个长方形,所以QJ=PT=2厘米,而Q点是GJ的中点,PQ平行于FJ,这样可以推算出QP为FJ的一半,为1.5厘米,这一来梯形FJQP的面积为
以C面为底面时,水的体积与以C(即三解形EHI)为底面,高为某数值
此时水面的高度为:
54÷6=9(厘米)
以B面作为底面时,原来以A面为底面时不装水的那一部分,现在应装水,原来装水的某一部分现在应空出来,下面来讨论这两份之间的数量关系。
为方便起见,我们把C面适当放大成图6—21,在图6—21中,因为PQ平行于FJ,PT垂直于FJ,所以JQPT是一长方图6ZI形,故JQ、PT、QG的长都是2厘米,TJ、PQ的长为1.5厘米,因为FJ长为3厘米,所以FT的长也为1.5厘米,这一来三角形FPT与PQG的形状一样,面积相等。这便说明原来以三角形PFT为底面,JI为高的装水的棱柱的体积,与现在以三角形PQG为底面,JI为高装水的棱柱的体积是相等的。所以以B面为底面时,水面的高度等于PQ的长度,即水面高为1.5厘米。
答:(略)