初中直观 · 高中论证拓展 · 立体几何 · 旋转体

一片直角三角形,转一圈会装下多少?

直角三角形绕高所在直线旋转,形成圆锥;进度只改变部署角,不改变完整圆锥体积公式。让三角板转一圈,观察圆锥怎样形成。

问题的来处卡瓦列里与积分思想 · 旋转成体

旋转体:问题从哪里来?

平面图形绕轴旋转会扫出立体。17世纪的不可分量方法和后来的积分把“一层一层比较截面”的直观发展为体积计算。

读一段背景,带着问题动手

平面图形绕轴旋转会扫出立体。17世纪的不可分量方法和后来的积分把“一层一层比较截面”的直观发展为体积计算。

这里逐步扫出圆锥,旋转到半圈并不是一个完整圆锥。区分母线长度、垂直高度与底面半径。

现在,换你来试让三角板转一圈,观察圆锥怎样形成。 固定其他条件,亲手将旋转扫过角分别设为180和360°,各核验一次;半圈扫过的体积与一圈有什么比例?

旋转体

M25 / 立体几何
今天的问题

半圈扫过的体积与一圈有什么比例?

独立探索要做什么?

让三角板转一圈,观察圆锥怎样形成。 固定其他条件,亲手将旋转扫过角分别设为180和360°,各核验一次;半圈扫过的体积与一圈有什么比例?

装置 · 尺寸示意,量值见读数看证据图 ↓
旋转180° · 2D为轴向构造投影
青色:扫过锥面金色:当前母线中轴:旋转轴
看这里 · 扫过体积6.2832

已扫过180°,体积为完整圆锥的50.0%。

拖动旋转检查空间关系;正面、俯视可核对投影,读数按原构造计算。

180 °匀速扫出旋转体;构造过程,不是动力学。
扫过体积
6.2832
完整圆锥体积
12.5664

已扫过180°,体积为完整圆锥的50.0%。

证据图 参考解随题设重算 · 不计个人完成

本实验以装置几何与上方读数作为证据。

换个条件,再想一步

旋转角为0时,有没有扫过体积?

先预测,再观察。反例不会替你完成独立任务。

留下两组证据

仅当前页保留最近两组,刷新清除;第三组替换最早一组。保存模型条件与单位;恢复后重算,不恢复任务完成资格。

先留一组,再改变一个条件。

从观察到解释

把证据带回纸上

展开关系与推导

完整圆锥V=πr²h/3,侧面积=πr√(r²+h²);部分角体积按角比例计算。

固定哪些量?改变哪个量?列出两组数值,写出关系,再说明一个不能套用的条件。实验支持猜想,一般证明需要理由。

先预测,再用证据解释

把这次发现,留给下次的自己

半圈扫过的体积与一圈有什么比例?

换个条件,再试一次

旋转角为0时,有没有扫过体积?

看哪里?

拖动旋转检查空间关系;正面、俯视可核对投影,读数按原构造计算。

回到装置再试 ↑

仅此浏览器保存最近两组,第三组替换最早一组。条件、预测和解释一起保存;文字不自动判分。与原实验的临时记录分别保存。

尚未保存。启用交互后可以记录;请勿在这里填写个人身份信息。

先修与两种探索深度

先认识立体几何 · 旋转体涉及的量与单位:旋转扫过角(°)、底面半径(无量纲)、锥高(无量纲)。初中直观 · 高中论证拓展为内容层次提示,未核对具体教材。

先看现象:让三角板转一圈,观察圆锥怎样形成。

再做定量:保持其他条件,比较旋转扫过角与扫过体积(无量纲),再对照下方关系。

模型、来源与核验边界

完整圆锥V=πr²h/3,侧面积=πr√(r²+h²);部分角体积按角比例计算。

对照核验提示:半圈:旋转扫过角 180 °;完整一圈:只改变旋转扫过角 360 °。按这些题设自己操作并比较扫过体积,不把参考情景当个人完成。

适用范围:已扫过180°,体积为完整圆锥的50.0%。

Wolfram MathWorld · 相关词条(延伸阅读;链接和公式适用性尚需逐项外部复核) ↗

本页为模型探索,未认证具体教材章节;真实学生和教师反馈尚待推广后收集。