文档内容
第 08 讲 圆锥的认识与计算
课程标准 学习目标
①圆锥的认识 1. 认识圆锥以及相关概念。
②圆锥的侧面积 2. 掌握圆锥的侧面积计算公式并运用。
③圆锥的全面积 3. 掌握圆锥的全面积公式并应用。
知识点01 圆锥的认识
1. 圆锥的认识:
如图,圆锥是由一个 侧面 和一个 底面 构成。顶点C到底面圆上任
意一点的连线是圆锥的 母线 ,如的CA与CB。AB是圆锥 底面直径 ,
顶点C到底面圆心O的距离CO是圆锥的 高 。
2. 圆锥的母线长、高与底面半径的关系:
圆锥的母线长与高与底面半径构成 勾股定理 。
即:如图: 。
题型考点:①利用三者之间的关系计算。
【即学即练1】
1.一个圆锥的底面半径为10cm,母线长为20cm,求圆锥的高是 。【解答】解:(1)如图所示 ,在Rt△SOA中,
SO= =10
知识点02 圆锥的侧面展开图与侧面积
1. 圆锥的侧面展开图的认识:
圆锥的侧面展开图是一个 扇形 ,这个扇形的半径等于圆
锥的 母线长 。扇形的弧长等于圆锥底面圆的 周长 。
2. 圆锥的侧面积计算:
方法1:若已知圆锥的母线长为a,底面圆的半径为r,则圆锥的侧面展开图的扇形的半径为 a
,弧长等于底面圆周长等于: ,根据已知弧长与半径可得扇形的面积为:
。
方法2:圆锥的母线长为a,侧面展开图的圆心角为n°。则侧面展开图的扇形面积为:
。
题型考点:①圆锥侧面积的计算。②侧面积公式的应用。
【即学即练1】
2.圆锥的母线长为4,底面半径为3,圆锥的侧面积为 (结果保留 ).
【解答】解:∵圆锥的母线长为4,底面半径为3,
π
∴该圆锥的侧面积为: ×3×4=12 .
故答案为:12 .
π π
【即学即练2】
π
3.已知圆锥的母线长为8cm,侧面展开图的圆心角为45°,则该圆锥的侧面积为 cm2.
【解答】解:根据题意,该圆锥的侧面积= =8 (cm2).
故答案为8 .
π
【即学即练3】
π
4.如图,圆锥的底面半径OB=6,高OC=8,则圆锥的侧面积等于 •【解答】解:∵它的底面半径OB=6,高OC=8.
∴BC= =10,
∴这个圆锥漏斗的侧面积是: rl= ×6×10=60 .
故答案为:60 .
π π π
【即学即练4】
π
5.圆锥的侧面积为8 ,母线长为4,则它的底面半径为( )
A.2 B.1 C.3 D.4
π
【解答】解:设圆锥的底面圆的半径为r,
根据题意得 ×2 r×4=8 ,解得r=2.
故选:A.
π π
【即学即练4】
6.若圆锥的侧面积是15 ,母线长是5,则该圆锥底面圆的半径是 .
【解答】解:设该圆锥底面圆的半径是为r,
π
根据题意得 ×2 ×r×5=15 ,解得r=3.
即该圆锥底面圆的半径是3.
π π
故答案为3.
知识点03 圆锥的全面积(表面积)计算
1. 圆锥的表面积计算:
圆锥的侧面是一个扇形,底面是一个圆。所以:
圆锥的表面积= 圆锥的侧面积 + 圆锥的底面积 。
题型考点:①圆锥的表面积的计算。
【即学即练1】
7.已知圆锥的底面直径为20cm,母线长为90cm,则圆锥的表面积是 cm2.(结果保留 )
【解答】解:圆锥的表面积=10 ×90+100 =1000 cm2. π
故答案为:1000 .
π π π
【即学即练2】
π
8.扇形的圆心角为150°,半径为4cm,用它做一个圆锥,那么这个圆锥的表面积为 cm2.【解答】解:∵扇形的圆心角为150°,半径为4cm,
∴扇形的弧长为 = ,
π
∴圆锥的底面周长为 ,
π
∴圆锥的底面半径为 ÷2 = cm,
π π
∴圆锥的表面积为 × ×4+ ×( )2= cm2.
π π
故答案为 .
【即学即练3】
9.已知直角三角形ABC的一条直角边AB=12cm,另一条直角边BC=5cm,则以AB为轴旋转一周,所得
到的圆锥的表面积是( )
A.90 cm2 B.209 cm2 C.155 cm2 D.65 cm2
π π π π
【解答】解:圆锥的表面积= ×10 ×13+ ×52=90 cm2.
故选:A.
π π π
题型01 圆周侧面积的计算
【典例1】
已知圆锥的底面半径是4,母线长是5,则圆锥的侧面积是( )
A.10 B.15 C.20 D.25
π π π π
【解答】解:圆锥的侧面积= ×2 ×4×5=20 ,
故选:C.
π π
【典例2】
圆锥的高为 ,母线长为3,沿一条母线将其侧面展开,展开图(扇形)的圆心角是 度,该圆
锥的侧面积是 (结果用含 的式子表示).
【解答】解:∵圆锥的高为 ,π母线长为3,
∴圆锥底面圆的半径为: ,
∴圆锥底面圆的周长为:2 .
设展开图(扇形)的圆心角是n°,
π依题意得: ,
解得:n=120°,
圆锥的侧面积是: ..
故答案为:120,3 .
【典例3】
π
已知圆锥的底面半径为5cm,高线长为12cm,则圆锥的侧面积为( )cm2.
A.130 B.120 C.65 D.60
【解答】解:∵圆锥的底面半径为5cm,高线长为12cm,
π π π π
∴圆锥的底面周长=2 ×5=10 (cm),母线长= =13(cm),
π π
∴圆锥的侧面积= ×10 ×13=65 (cm2).
故选:C.
π π
【典例4】
已知一个三角形的三边长分别为3、4、5,将这个三角形绕着最短的边所在直线旋转一周,得到一个几何
体,那么这个几何体的侧面积为( )
A.12 B.15 C.20 D.24
【解答】解:∵32+42=52,
π π π π
∴这个三角形为直角三角形,两直角边为3,4,斜边为5,
∴以直角边为3所在直线旋转一周得到一个圆锥,底面半径是4,母线是5,
∴ ×2 ×4×5=20 .
故选:C.
π π
题型02 圆锥的表面积计算
【典例1】
已知圆锥的母线是3cm,底面半径是1cm,则圆锥的表面积是 cm2.
【解答】解:底面半径为1cm,则底面周长=2 cm,圆锥的侧面面积= ×2 ×3=3 cm2,底面面积=
cm2,
π π π
π ∴圆锥的表面积=3 + =4 cm2.
故答案为:4 .
π π π
【典例2】
π
如图,圆锥的底面直径AB=6cm,OC=4cm,则该圆锥的表面积是 2 4 cm2(结果保留 ).
π π【解答】解:∵AB=6cm,OC=4cm,
∴OA= =3(cm),
∴AC= =5(cm),
∴圆锥的表面积=S底+S侧 = r2+ rl=9 +15 =24 (cm2),
故答案为:24 .
π π π π π
【典例3】
π
如图,在△ABC中,AC=3,AB=4,BC边上的高AD=2,将△ABC绕着BC所在的直线旋转一周得到的
几何体的表面积为 1 4 .
π
【解答】解:所得到的几何体的表面积为 ×2×3+ ×2×4=14 .
故答案为:14 .
π π π
【典例4】
π
如图所示,矩形纸片ABCD中,AD=6cm,把它分割成正方形纸片ABFE和矩形纸片EFCD后,分别裁出
扇形ABF和半径最大的圆,恰好能作为一个圆锥的底面和侧面,则圆锥的表面积为( )
A.4 cm2 B.5 cm2 C.6 cm2 D.8 cm2
【解答】解:设AB=xcm,则DE=(6﹣x)cm,
π π π π
根据题意,得 = (6﹣x),
π解得x=4,
所以圆锥的表面积=S侧+S底 = ×42 + =5 (cm2).
故选:B.
π π π
题型03 底面圆的半径计算
【典例1】
如果圆锥侧面展开图的面积是15 ,母线长是5,则这个圆锥的底面半径是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
π
【解答】解:设底面半径为R,则底面周长=2 R,圆锥的侧面展开图的面积= ×2 R×5=15 ,
∴R=3.
π π π
故选:A.
【典例2】
将半径为4,圆心角为90°的扇形围成一个圆锥的侧面,则此圆锥底面圆的半径是( )
A.1 B. C.2 D.
【解答】解:设此圆锥底面圆的半径是r,
根据题意,可得 ,
解得 r=1,
即此圆锥底面圆的半径是1.
故选:A.
【典例3】
如图,用圆心角为120°,半径为6的扇形围成一个圆锥的侧面,则这个圆锥的底面半径是( )
A.4 B.2 C.4 D.2
π π
【解答】解:扇形的弧长= =4 ,
∴圆锥的底面半径为4 ÷2 =2.
π
故选:B.
π π【典例4】
如图,从一块半径是2的圆形铁片上剪出一个圆心角为90°的扇形,将剪下来的扇形围成一个圆锥,那么
这个圆锥的底面圆半径是( )
A. B. C. D.1
【解答】解:连接BC,AO,
由题意,得:∠CAB=90°,AC=BC,
∵A,B,C在 O上,
∴BC为 O的直径,AO=BO=2,BC⊥AO,
⊙
在Rt△A ⊙ BO中, ,
即扇形的半径为:
扇形的弧长:
设圆锥底面圆半径为r,
则有 ,
∴ ,
故选:C.
题型04 圆锥的高线的计算
【典例1】
已知圆锥的母线长13cm,侧面积65 cm2,则这个圆锥的高是 cm.
π【解答】解:设圆锥的底面圆的半径为rcm,
根据题意得 •2 •r•13=65 ,
解得r=5,
π π
所以圆锥的高= =12(cm).
故答案为:12.
【典例2】
圆锥的侧面展开图是一个圆心角120°,半径6cm的扇形,则该圆锥的高是( )
A.1cm B.2cm C. cm D. cm
【解答】解:∵一圆锥的侧面展开图是圆心角为120°、半径为6cm的扇形,
∴扇形弧长= =4 (cm),
∴2 r=4 ,
π
∴r=2(cm),
π π
∴圆锥的高= =4 (cm),
故选:C.
【典例3】
如图,已知圆锥侧面展开图的扇形面积为65 cm2,扇形的弧长为10 cm,则圆锥的高是( )
π π
A.5cm B.10cm C.12cm D.13cm
【解答】解:设母线长为R,由题意得:65 = ×10 ×R,解得R=13cm.
设圆锥的底面半径为r,则10 =2 r,
π π
解得:r=5,
π π
故圆锥的高为: =12
故选:C.
题型05 圆锥的母线长的计算
【典例1】
已知一个圆锥的底面半径是5cm,侧面积是85 cm2,则圆锥的母线长是( )
A.6.5cm B.13cm C.17cm D.26cm
π【解答】解:设圆锥的母线长为Rcm,
则:85 = ×5×R,
解得R=17,
π π
故选:C.
【典例2】
圆锥的底面圆半径是1,侧面展开图的圆心角是90°,那么圆锥的母线长是 .
【解答】解:设圆锥的母线长为R,由题意得:
解得:R=4,
故答案为:4.
【典例3】
如图,以正六边形ABCDEF的顶点A为圆心,AB为半径作 A,与正六边形ABCDEF重合的扇形部分恰
好是一个圆锥侧面展开图,则该圆锥的底面半径与母线长之比为( )
⊙
A. B. C. D.
【解答】解:设正六边形ABCDEF的边长为a,圆锥的底面半径为r,
∵六边形ABCDEF为正六边形,
∴∠BAF=120°,
根据题意得2 r= ,
π
所以 = ,
即该圆锥的底面半径与母线长之比为 .
故选:C.
1.圆锥的底面半径为3,母线长为5.则这个圆锥的侧面积为( )
A.25 B.20 C.15 D.12
【解答】解:圆锥的侧面积= rl= ×3×5=15 ,
π π π π
π π π故选:C.
2.已知圆锥的底面半径为5cm,高为12cm,则这个圆锥的侧面积为( )
A.60 cm2 B.65 cm2 C.120 cm2 D.130 cm2
【解答】解:由圆锥底面半径r=5cm,高h=12cm,
π π π π
根据勾股定理得到母线长l= = =13(cm),
根据圆锥的侧面积公式: rl= ×5×13=65 (cm2),
故选:B.
π π π
3.某学校组织开展手工制作实践活动,一学生制作的圆锥母线长为30cm,底面圆的半径为10cm,这个圆
锥的侧面展开图的圆心角度数是( )
A.30° B.60° C.90° D.120°
【解答】解:设这种圆锥的侧面展开图的圆心角度数是n°,
根据题意得, ,
解得n=120,
即这种圆锥的侧面展开图的圆心角度数是120°,
故选:D.
4.如图,沿一条母线将圆锥侧面剪开并展平,得到一个扇形,若圆锥的底面圆的半径 r=1 cm,扇形的圆
心角 =120°,则该圆锥的母线长l为( )
θ
A.1cm B.12cm C.3cm D.6cm
【解答】解:圆锥的底面周长=2 ×1=2 cm,
π π
设圆锥的母线长为Rcm,则: =2 ,
解得R=3.
π
故选:C.
5.现有一张圆心角为90°,半径为8cm的扇形纸片,用它恰好围成一个圆锥的侧面(接缝忽略不计),则
该圆锥底面圆的半径为( )
A.1cm B.2cm C.3cm D.4cm
【解答】解:设该圆锥底面圆的半径为r,
根据题意得2 r= ,
π解得r=2,
即该圆锥底面圆的半径为2cm.
故选:B.
6.如图,Rt△ABC的斜边AB=13cm,一条直角边AC=5cm,以BC边所在直线为轴将这个三角形旋转一
周,得到一个圆锥,则这个圆锥的全面积为( )
A.65 cm2 B.90 cm2 C.156 cm2 D.300 cm2
【解答 π 】解:圆锥的表面积= π ×5×13+ ×52=90 (cπm2). π
故选:B.
π π π
7.如图所示,在矩形纸片上剪下一个扇形和一个圆形,使之恰好能围成一个圆锥模型.若扇形的半径为
R,圆的半径为r,则R与r满足的数量关系是( )
A.R= r B.R=2r C.R=3r D.R=4r
【解答】解:扇形的弧长是: = ,
圆的半径为r,则底面圆的周长是2 r,
π
圆锥的底面周长等于侧面展开图的扇形弧长则得到: =2 r,
即:R=4r,
π
R与r之间的关系是R=4r.
故选:D.
8.如图,矩形纸片ABCD中,AD=12cm,把它分割成正方形纸片ABFE和矩形纸片EFCD后,分别裁出
扇形ABF和半径最大的圆,恰好能作为同一个圆锥的侧面和底面,则AB的长为( )A.4cm B.6cm C.8cm D.9cm
【解答】解:设圆锥的底面的半径为rcm,则DE=2rcm,AE=AB=(12﹣2r)cm,
根据题意得 =2 r,
解得r=2,
π
所以AB=12﹣2r=12﹣2×2=8(cm).
故选:C.
9.某盏路灯照射的空间可以看成如图所示的圆锥,它的母线 AB=5米,半径OB=4米,则圆锥的侧面积
是 平方米(结果保留 ).
π
【解答】解:∵OB=4米,AB=5米,
∴圆锥的底面周长=2× ×4=8 米,
π π
∴S扇形 = lr= ×8 ×5=20 米2.
故答案为:20 .
π π
10.有一直径为2的圆形铁皮,要从中剪出一个最大圆心角为60°的扇形ABC,用此剪下的扇形铁皮围成
π
一个圆锥,该圆锥的底面圆的半径r= .
【解答】解:连接OA,作OD⊥AB于点D.则∠DAO= ×60°=30°,OD= ,
则AD= OD= ,
∴AB= .
则扇形的弧长是: = ,
π
根据题意得:2 r= ,
π π
解得:r= .
故答案为: .
11.已知一个圆锥的侧面积与全面积的比为3:5,则其侧面展开图的圆心角为 °.
【解答】解:设圆锥的底面圆的半径为r,母线长为l,侧面展开图的圆心角为n°,
圆锥的侧面积= ×2 r×l= rl,
圆锥的全面积= rl+ r2,
π π
∵圆锥的侧面积与全面积的比为3:5,
π π
∴ rl:( rl+ r2)=3:5,
π π π
∴l= r,
∵2 r= = ,
解得n=240,
π
即圆锥侧面展开图的圆心角为240°.
故答案为:240.
12.如图,已知矩形纸片ABCD,AD=2, ,以A为圆心,AD长为半径画弧交BC于点E,将扇形
AED剪下围成一个圆锥,则该圆锥的底面半径为 .
【解答】解:cos∠BAE= ,
∴∠BAE=30°,
∴∠DAE=60°,∴圆锥的侧面展开图的弧长为: = ,
π
∴圆锥的底面半径为 ÷2 = .
13.在半径为 的圆形纸π片中π,剪出一个圆心角为60°的扇形(图中的阴影部分).
(1)求这个扇形的半径;
(2)若用剪得的扇形纸片围成一个圆锥的侧面,求所围成圆锥的底面圆半径.
【解答】解:(1)如图,连接BC,OB,OC,过点O作OD⊥BC,垂足为D,
∵∠BAC=60°, ,AB=AC,
∴∠BOC=120°,∠OBC=∠OCB=30°,△ABC是等边三角形,
∴ ,AB=BC=AC,
∴这个扇形的半径为3.
(2)设圆锥底面圆的半径为r,
根据题意,得 ,
解得 .
故圆锥底面圆的半径为 .
14.如图1中的某种冰激凌的外包装可以视为圆锥(如图2),制作这种外包装需要用如图3所示的等腰
三角形材料,其中AB=AC,AD⊥BC将扇形EAF围成圆锥时,AE、AF恰好重合,已知这种加工材料
的顶角∠BAC=90°.
(1)求图2中圆锥底面圆直径ED与母线AD长的比值;
(2)若圆锥底面圆的直径ED为5cm,求加工材料剩余部分(图3中阴影部分)的面积.(结果保留)
π
【解答】解:(1)根据题意得 •DE= ,
π
∴DE= AD,
∴ED与母线AD长的比值为 ;
(2)∵∠BAC=90°,AB=AC,AD⊥BC,
而AD=2DE=10cm,
∴BC=2AD=20cm,
∴S阴影部分 =S△ABC ﹣S扇形EAF
= ×10×20﹣
=(100﹣25 )cm2.
答:加工材料
π
剩余部分的面积为(100﹣25 )cm2.
15.如图,AB是 O的直径,弦DE垂直平分半径OA,C为垂足,弦DF与半径OB相交于点P,连接
π
EO、FO,若D⊙E=4 ,∠DPA=45°
(1)求 O的半径.
(2)若图中扇形OEF围成一个圆锥侧面,试求这个圆锥的底面圆的半径.
⊙
【解答】解:(1)∵弦DE垂直平分半径OA,
∴CE=DC= DE=2 ,OC= OE,
∴∠OEC=30°,
∴OC= =2,∴OE=2OC=4,
即 O的半径为4;
(2)∵∠DPA=45°,
⊙
∴∠D=45°,
∴∠EOF=2∠D=90°,
设这个圆锥的底面圆的半径为r,
∴2 r= ,解得r=1,
即这个圆锥的底面圆的半径为1.
π