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小升初高频考点:立体几何浸没问题,3 种情况一次讲清

小升初高频考点:立体几何浸没问题,3 种情况一次讲清
大家好!我是陪你一起学数学思维的木木老师。
上一篇,我们一起学习了长方体、正方体表面积计算,攻克了切片、染色、打孔类题型的难点。感兴趣的读者朋友可以再回看巩固一下。切片、染色、打孔——小升初立体图形三大"送命题",孩子卡在哪一步?家长先来自测!立体几何分为表面积、体积两大板块。表面积研究面,体积研究空间大小。
今天我们继续往下推进,一起来学习立体几何里最容易丢分的压轴考点——长方体正方体体积及浸没问题。一、长方体、正方体知识点巩固1、长方体有6个面,对面完全相等,一般是长方形,特殊情况有2个相对的面是正方形;有12条棱,分成长、宽、高各4条,4条长相等,4条宽相等,4条高相等;有8个顶点。2、正方体是特殊的长方体,长宽高都相等。6个面是完全相同的正方形;所有棱长度一样,统一叫棱长。3、长方体体积公式
V长方体=长×宽×高(V=a×b×h)也可以写成:V=S底×h(底面积 × 高)4、正方体体积公式V正方体=棱长×棱长×棱长(V=a^3)也可以写成:V=S底×a(底面积 × 棱长)
二、浸没问题原理及公式浸没问题的底层原理就是排水法和体积守恒。
物体浸入水中,会占据水的空间,水无处可去,水面就会升高;把物体拿出来,空间归还,水面下降。所以,物体浸入水中部分物体体积=排开水的体积根据物体入水状态,可分为三类模型:
1. 完全浸没模型:物体整体全部位于水面以下,没有部分露出水面。
适用条件:物体高度 ≤ 原有水深2. 不完全浸没模型:物体竖直放入水中,一部分泡在水里,一部分露出水面。适用条件:物体高度 > 原有水深3. 满水溢出模型:容器一开始装满水,物体放进去挤占空间,多余的水向外溢出。
溢出的水的体积=物体浸没的体积由此可知,水面变化体积=容器底面积×水面变化高度。
排开水体积=物体浸入水中体积
分模型公式:

1. 完全浸没型
物体总体积=容器底面积×水面上升高度

2. 不完全浸没型
水的总体积不变
新水深=水的体积÷(容器底面积−物体底面积)
物体浸入体积=容器底面积×上升高度

3. 取出物体降水型
物体体积=容器底面积×水面下降高度

4. 满水溢出型
溢出水体积=浸没物体体积
三、解题步骤1、判模型
对比物体高度与原水深,区分:全浸/半浸。
2、找守恒
锁定不变量:水的总体积
3、算变量
求底面积、新高、高度差
4、套模型
选对模型公式,分类计算四、例题精讲例1:一个长方体水槽,长40cm,宽25cm,水深12cm。将一块石块完全浸没在水中,水面上升至14cm,求石块体积。解析:
由题意可知,属于完全浸没模型。
高度差=14−12=2cm
容器底面积=40×25=1000cm²
石块体积=1000×2=2000cm³例2:一个长方体容器长50cm、宽20cm,水深6cm。将一根底面积200cm²、高30cm的长方体铁柱竖直放入水中,求此时水面高度与铁柱入水体积。解析:由于铁柱高30cm>原水深6cm,所以,属于不完全浸没模型。水体积:50×20×6=6000cm³
有效蓄水底面积:50×20−200=800cm²
新水面高度:6000÷800=7.5cm
水面上升:7.5−6=1.5cm
入水体积:50×20×1.5=1500cm³答案:水面高7.5cm,铁柱入水体积1500cm³例3:一个正方体鱼缸棱长30cm,水深20cm,里面完全浸没一块假山。取出假山后,水面下降4cm,求假山体积。解析:
此题属于取出物体降水模型。
底面积=30×30=900cm²
假山体积=900×4=3600cm³答案:假山的体积为3600立方厘米。例4:一个棱长25cm的正方体容器装满水,投入一块体积800cm³的石块完全浸没,求溢出水的体积。解析:满水容器内部没有多余空间,物体浸入多少体积,就挤出多少体积的水。
溢出体积=物体浸没体积答案:溢出水的体积为800立方厘米。
好了,今天就分享这么多,下期再见。

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