Урок-лекция по теме "Объемы тел вращения". 11-й класс

Разделы: Математика

Класс: 11


Цели:

  • Целостное раскрытие вычисления объема тел вращения через применение интеграла;
  • Совершенствовать навыки решения задач с использованием формул объема тел вращения;
  • Воспитывать ответственное отношение к труду.

План лекции:

  1. Формула объема тела, полученного при вращении криволинейной трапеции вокруг оси абсцисс.
  2. Вывод формулы объема цилиндра.
  3. Вывод формулы объема конуса.
  4. Вывод формулы объема шара.
  5. Применение формул объема цилиндра, конуса и шара при решении задач.

Ход урока

1. Пусть криволинейная трапеция опирается на отрезок [а;в] оси абсцисс и ограничена сверху графиком функции f, неотрицательной и непрерывной на отрезке [а;в].

При вращении этой криволинейной трапеции вокруг оси ОХ получаем тело, объем которого находится по формуле

Используя данную формулу, мы сейчас и выведем формулы объема цилиндра, конуса и шара.

2. При вращении прямоугольника вокруг одной из сторон получаем цилиндр.

Рассмотрим прямоугольник в прямоугольной системе координат.

При вращении прямоугольника ОАВС вокруг оси ОХ получим цилиндр, где ОА радиус основания, ОС высота. Прямоугольник ОАВС является криволинейной трапецией, ограниченная графиком функции у = R, прямыми х =0 и х =Н и отрезком [0;Н] оси ОХ..

Подставим все данные в формулу для объема тела, полученного при вращении криволинейной трапеции.

Vц = π R2H

3. При вращении прямоугольного треугольника вокруг одного из катетов получим конус.

Рассмотрим прямоугольный треугольник в прямоугольной системе координат.

При вращении прямоугольного треугольника ОАВ вокруг оси ОХ получим конус, где АВ радиус основания конуса, ОВ высота. Прямоугольный треугольник является криволинейной трапецией, ограниченной графиком функции у = кх, где к= tgα = R/H, прямой х=Н, отрезком [0;Н] оси ОХ.

Подставим все данные в формулу объема тела, полученного при вращении криволинейной трапеции.

 

Vk = ⅓πR2H

4.При вращении полукруга вокруг диаметра получим шар.

Рассмотрим полукруг в прямоугольной системе координат.

При вращении полукруга вокруг оси ОХ получим шар, где ОА = R. Полукруг является криволинейной трапецией, ограниченной графиком функции y = √ R2-x2 , отрезком [-R;R] оси ОХ.

  

5. Решение задач.

  1. Диагональ осевого сечения цилиндра равна 10см и образует с плоскостью основания угол 30° . Найдите объем цилиндра.
  2. Длина образующей конуса равна 5 см, а длина окружности основания 8π см. Найдите объем конуса.
  3. Требуется переплавить в один шар два чугунных шара с диаметрами 8 см и 6см. Найдите диаметр нового шара.

Домашнее задание: рассмотреть вывод формул объема цилиндра, конуса и шара, данных в учебнике «Геометрия» под редакцией А.В.Погорелова.