(共37张PPT)
第 1 页:封面页
标题:24.7.2 圆锥的面积
副标题:人教版初中数学九年级上册 | 转化 推导 关联 应用
配图:左侧为 “圆锥实物图(标注母线、高、底面半径)”,右侧为 “圆锥侧面展开动态示意图(扇形→圆锥)”
落款:授课教师 / 日期
第 2 页:学习目标与知识衔接
1. 前置回顾(24.7.1 节核心关联点)
扇形核心公式:面积\(S_{\text{ }}=\frac{1}{2}lR\)(\(l\)为弧长,\(R\)为扇形半径);
实践铺垫:上节课作业中 “扇形围成圆锥” 的操作,初步感知两者的转化关系;
基础度量:圆的周长\(C=2\pi r\)(将用于圆锥底面周长计算)。
2. 本课时学习目标
知识目标:掌握圆锥的母线、高、底面半径等概念,理解侧面积与全面积公式的推导逻辑,能灵活运用公式\(S_{\text{ §}}=\pi rl\)和\(S_{\text{ ¨}}=\pi r(l+r)\)解决计算问题。
能力目标:通过展开图推导培养 “立体问题平面化” 的转化能力,通过多量互求提升几何建模与运算能力。
素养目标:深化数形结合思想,体会平面图形与立体图形的度量关联,养成精准辨析概念、规范运算的习惯。
第 3 页:情境导入 生活中的圆锥面积需求
现实场景中的度量需求(配图):
工艺制作:制作圆锥形漏斗需计算铁皮用料(侧面积 + 底面面积),确保材料精准;
建筑施工:圆锥形屋顶的瓦片铺设面积测算,需统计侧面积大小;
食品加工:圆锥形冰淇淋纸托的表面积设计,影响包装成本与容量匹配;
舞台设计:圆锥形灯罩的布料裁剪,需根据侧面积确定布料尺寸。
思考提问:这些场景中需要计算的 “圆锥表面面积”,如何通过我们熟悉的平面图形(如扇形)来量化?圆锥的侧面展开后是什么形状?
第 4 页:核心模块 1 圆锥的关键概念与性质
1. 圆锥的定义与构成(配标注图)
定义:以直角三角形的一条直角边为旋转轴,旋转一周形成的曲面(侧面)和平面(底面)围成的几何体;
核心元素:
底面:圆形,半径记为\(r\)(对应旋转轴的对边旋转形成);
顶点:旋转轴的端点,记为\(S\);
高:顶点到底面圆心的距离,记为\(h\)(即旋转轴的长度);
母线:顶点与底面圆周上任意一点的连线,长度均相等,记为\(l\)(即直角三角形的斜边)。
2. 圆锥的重要性质
母线长、高、底面半径的勾股关系:\(l^2 = h^2 + r^2\)(轴截面为等腰三角形,可通过勾股定理关联三量);
平行于底面的截面是圆,且半径与底面半径成比例;
侧面展开图为扇形,扇形的半径 = 圆锥母线长\(l\),扇形的弧长 = 圆锥底面周长\(2\pi r\)。
第 5 页:核心模块 2 圆锥侧面积与全面积公式推导
1. 推导逻辑:立体→平面的转化
关键突破:圆锥侧面是曲面,无法直接度量,通过 “剪开母线展开为扇形”,将曲面面积转化为平面扇形面积计算;
推导依据(配展开对比图):
扇形的半径 = 圆锥的母线长\(l\);
扇形的弧长 = 圆锥底面的周长\(C = 2\pi r\)。
2. 公式推导过程
侧面积公式推导:
由扇形面积公式\(S_{\text{ }} = \frac{1}{2} \times \text{ §é } \times \text{ }\),代入圆锥参数得:\(S_{\text{ §}} = \frac{1}{2} \times 2\pi r \times l = \pi rl\);
全面积公式推导:
全面积 = 侧面积 + 底面面积(圆形面积),即:\(S_{\text{ ¨}} = S_{\text{ §}} + S_{\text{ }} = \pi rl + \pi r^2 = \pi r(l + r)\)。
3. 公式注解
\(S_{\text{ §}}\):圆锥侧面积(仅曲面部分,无单位);
\(S_{\text{ ¨}}\):圆锥全面积(侧面积 + 底面,无单位);
\(r\):底面半径(带长度单位),\(l\):母线长(带长度单位),两者需保持单位一致。
第 6 页:核心模块 3 展开图圆心角与三量互求
1. 展开图扇形圆心角公式推导
推导基础:扇形弧长 = 圆锥底面周长,即\(\frac{n\pi l}{180} = 2\pi r\)(\(n\)为扇形圆心角);
化简得:\(n = 360^\circ \times \frac{r}{l}\);
意义:建立圆锥底面半径\(r\)、母线长\(l\)与展开图圆心角\(n\)的关联,三量知二求一。
2. 多量互求示例(\(r=3cm\),\(h=4cm\))
已知条件
求解量
计算过程
\(r\),\(h\)
母线\(l\)
由\(l^2=3^2+4^2=25\)得\(l=5cm\)
\(r\),\(l\)
侧面积\(S_{\text{ §}}\)
\(S_{\text{ §}}=\pi\times3\times5=15\pi\approx47.1cm^2\)
\(r\),\(l\)
展开图圆心角\(n\)
\(n=360^\circ\times\frac{3}{5}=216^\circ\)
\(l\),\(n=180^\circ\)
底面半径\(r\)
由\(180^\circ=360^\circ\times\frac{r}{5}\)得\(r=2.5cm\)
第 7 页:典例精讲 公式的综合应用
例题 1:基础公式应用
一个圆锥的底面半径为 2cm,母线长为 5cm,求它的侧面积和全面积(结果保留\(\pi\))。
解答步骤:
明确已知量:\(r=2cm\),\(l=5cm\);
计算侧面积:\(S_{\text{ §}}=\pi\times2\times5=10\pi cm^2\);
计算全面积:\(S_{\text{ ¨}}=10\pi + \pi\times2^2=14\pi cm^2\);
关键提醒:全面积需叠加底面圆形面积,勿漏算\(\pi r^2\)部分。
例题 2:实际场景与勾股定理结合
用铁皮制作一个圆锥形漏斗,漏斗的高为 8cm,底面直径为 12cm,求制作这个漏斗至少需要多少铁皮(结果保留整数)。
解答步骤:
拆解需求:求铁皮面积即圆锥侧面积(漏斗无底面);
求底面半径:\(r=\frac{12}{2}=6cm\);
求母线长:由\(l^2=8^2+6^2=100\)得\(l=10cm\);
计算侧面积:\(S_{\text{ §}}=\pi\times6\times10=60\pi\approx188cm^2\);
方法提炼:已知高和底面直径时,需先通过勾股定理求母线长,再用侧面积公式计算。
第 8 页:易错警示与解题技巧
1. 常见易错点剖析
概念混淆误区:
误将底面半径\(r\)当作母线长\(l\)代入公式(如算侧面积时用\(\pi l^2\));
混淆展开图圆心角与圆锥顶角(圆心角是扇形角度,顶角是轴截面等腰三角形的顶角);
全面积计算漏加底面面积或多算侧面面积。
公式应用误区:
已知高和底面半径时,未求母线长直接用侧面积公式;
单位不统一(如\(r=2cm\),\(l=0.1m\)未转化单位直接计算)。
2. 深化解题技巧
“四量定位” 法:遇到圆锥面积问题,先明确已知量(\(r\)、\(l\)、\(h\)、\(n\)中的两个),通过勾股定理(\(l^2=h^2+r^2\))或圆心角公式(\(n=360^\circ\times\frac{r}{l}\))衔接未知量,再选对应面积公式;
“场景辨析” 法:判断实际问题需计算侧面积还是全面积(如灯罩、漏斗无底面,算侧面积;容器、模型有底面,算全面积);
“特殊值验证” 法:若展开图为半圆(\(n=180^\circ\)),则\(l=2r\),轴截面为等边三角形(底角 60°),可快速验证计算结果。
第 9 页:课堂练习 分层巩固
基础题:
(1)圆锥底面半径为 4cm,母线长为 5cm,则侧面积为____cm ,全面积为____cm 。(答案:20π,36π)
(2)圆锥高为 3cm,母线长为 5cm,则底面半径为____cm,展开图圆心角为____°。(答案:4,288,提示:由\(r=4\)得\(n=360^\circ\times\frac{4}{5}=288^\circ\))
中档题:
一个圆锥侧面展开图是半径为 10cm 的半圆,求该圆锥的底面半径和高。(答案:\(r=5cm\),\(h=5\sqrt{3}cm\),提示:半圆弧长 = 底面周长,即\(\pi\times10=2\pi r\)得\(r=5\),再求高)
提升题:
用一个圆心角为 120°、半径为 6cm 的扇形围成一个圆锥,求圆锥的侧面积和高。(答案:侧面积 = 12π cm ,高 = 4√2 cm,提示:侧面积 = 扇形面积\(\frac{120\pi\times6^2}{360}=12\pi\),由\(120^\circ=360^\circ\times\frac{r}{6}\)得\(r=2\),再求高)
第 10 页:知识拓展 圆锥与扇形的逆向转化
逆向问题:已知扇形参数,求围成圆锥的相关量(如练习 3),核心是 “扇形弧长 = 圆锥底面周长”“扇形半径 = 圆锥母线长”;
面积关联:扇形面积 = 圆锥侧面积(转化过程中面积不变),可直接用扇形面积公式求圆锥侧面积,无需重复计算;
实践验证:用半径 10cm、圆心角 90° 的扇形(上节课作业)围成圆锥,底面周长 = 扇形弧长\(\frac{90\pi\times10}{180}=5\pi\),故底面半径\(r=\frac{5\pi}{2\pi}=2.5cm\),与实际测量结果一致。
第 11 页:课堂小结与作业布置
1. 核心知识梳理
圆锥关键概念:母线\(l\)、底面半径\(r\)、高\(h\),满足\(l^2=h^2+r^2\);
面积公式:侧面积\(S_{\text{ §}}=\pi rl\),全面积\(S_{\text{ ¨}}=\pi r(l+r)\);
转化关系:扇形(半径\(l\)、弧长\(2\pi r\)) 圆锥(母线\(l\)、底面半径\(r\)),圆心角\(n=360^\circ\times\frac{r}{l}\);
解题思想:立体问题平面化、未知量勾股衔接。
2. 作业布置
基础作业:教材习题 24.7 第 7、9、11 题(圆锥面积基本计算与实际应用);
拓展作业:测量家中圆锥形物体(如漏斗、圣诞帽)的高和底面直径,计算其侧面积和全面积,写出步骤;
实践作业:用半径 12cm 的圆形纸片剪一个扇形,围成底面半径 3cm 的圆锥,计算需剪掉的扇形圆心角大小。
2025-2026学年沪科版数学九年级下册【示范课精品课件】
授课教师: . 班 级: . 时 间: .
24.7.2 圆锥的侧面展开图
第24章 圆
a
i
T
u
j
m
i
a
N
g
图片引入
与圆锥的侧面展开图相关的计算
顶点
母线
底面半径
侧面
高
圆锥的形成
观察与思考
圆锥的高
母线
S
A
O
B
r
我们把圆锥的顶点 S 和底面圆上任一点的连线 (如SA,SB 等) 叫做圆锥的母线.
圆锥的母线
圆锥有无数条母线,它们都相等.
圆锥的高
从圆锥的顶点到圆锥底面圆心之间的距离是圆锥的高.
知识要点
重要数量关系
如果用 r 表示圆锥底面的半径,h 表示圆锥的高,l 表示圆锥的母线长,那么 r、h、l 之间数量关系是:
r2 + h2 = 2
h
O
r
根据下列条件求值(其中 r、h、l 分别是圆锥的底面半径、高、母线长).
(1) 若 l = 2,r =1,则 h =_______.
(2) 若 h = 3,r = 4,则 l =_______.
(3) 若 l = 10,h = 8,则 r =_______.
5
6
练一练
h
O
r
l
O
r
1. 圆锥的侧面展开图是什么图形?
扇形
想一想:
2. 沿着圆锥的母线,把一个圆锥的侧面展开,得到
一个扇形,这个扇形的弧长与底面的周长有什么
关系?
3. 圆锥侧面展开图是扇形,这个扇形的半径与圆锥
中的什么线段长相等?
相等
母线
l
o
侧面
展开图
l
r
其侧面展开图扇形的半径 =
母线的长 l
侧面展开图扇形的弧长 = 底
面周长
圆锥的侧面积计算公式
知识要点
例1 一个圆锥的侧面展开图是一个圆心角为 120°、弧长为 20π 的扇形,试求该圆锥底面的半径及它的母线的长.
解:设该圆锥的底面的半径为 r,母线长为 a,则
解得
r = 10.
∴
a = 30.
又
典例精析
例2 如图是圆锥形的烟囱帽,它的底面直径为 80 cm,母线为 50 cm. 在一块大铁皮上剪裁时,如何画出这个烟囱帽的侧面展开图?求出该侧面展开图的面积.
解:烟囱帽的侧面展开图是扇形,如图所示. 设该扇形的面积为 S. 由弧长的计算方法,可得
α
O
h
r
l
α
O
h
r
l
答:该侧面展开图的面积为 2000π cm2.
例3 蒙古包可以近似地看作由圆锥和圆柱组成,如果想用毛毡搭建 20 个底面积为 35 m2,高为 3.5 m,外围高为 1.5 m 的蒙古包,至少需要多少平方米的毛毡(精确到 1 m2)?
解:如图是蒙古包的示意图.
根据题意,下面圆柱的底面积为 35 m2,高为 1.5 m;上面圆锥的高为 3.5-1.5 = 2(m).
圆柱的底面积半径为
圆锥的母线长为
侧面积为 2π×3.34×1.5 ≈ 31.46 (m2),
侧面展开扇形的弧长为
圆锥的侧面积为
20×(31.46 + 40.81) ≈ 1446 (m2).
答:至少需要 1446 m2 的毛毡.
如图所示的扇形中,半径 R = 10,圆心角 θ = 144°,用这个扇形围成一个圆锥的侧面.
(1) 这个圆锥的底面半径 r = ;
(2) 这个圆锥的高 h = .
θ
R = 10
4
练一练
A
O
r
B
C
当堂练习
1. 圆锥的底面半径为 3 cm,母线长为 6 cm,则这个圆
锥侧面展开图扇形的圆心角度数是_____.
2. 一个扇形,半径为 30 cm,圆心角为 120°,用它做成
一个圆锥的侧面,那么这个圆锥的底面半径为 .
3. 已知圆锥的底面的半径为 3 cm,高为 4 cm,则它的
侧面积是 ,全面积是 .
180°
10 cm
15π cm2
24π cm2
4.(1)在半径为10的圆的铁片中,要裁剪出一个直角
扇形,求能裁剪出的最大的直角扇形的面积;
A
B
C
①
②
③
O
解:如图,连接 BC,则 BC = 20.
∵∠BAC = 90°,BO = 10,AB = AC,
∴ S扇形=
∴ AB = AC =
(2)若用这个最大的直角扇形恰好围成一个圆锥,求
这个圆锥的底面圆的半径.
解:圆锥侧面展开图的弧长为
∵
A
B
C
①
②
③
O
(3)能否从最大的余料③中剪出一个圆做该圆锥的底
面?请说明理由.
解:延长 AO 交扇形于点 E,交 ⊙O 于点 F,
则 EF =
∵ 圆锥的底面直径为
∴ 不能从最大的余料③中剪出一个
圆做该圆锥的底面.
A
B
C
①
②
③
O
E
F
返回
1.若圆锥的底面半径为6 cm,母线长为8 cm,则圆锥的侧面积是( )
A.30π cm2 B.48π cm2
C.60π cm2 D.80π cm2
B
返回
2.[2023·东营]如果圆锥侧面展开图的面积是15π,母线长是5,则这个圆锥的底面半径是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
A
返回
C
4.数学活动课上老师请同学们分组制作圆锥,并请不同小组同学根据已知数据求解相关量.如已知1组制作的圆锥母线长为60 cm,底面圆的半径为15 cm,这个圆锥的侧面展开图的圆心角度数是( )
A.90° B.15° C.96° D.180°
A
返回
返回
B
返回
【答案】A
返回
8.如图,在 Rt△ABC中,∠ABC=90°,AB=a,BC=b,且a>b,将△ABC 绕边BC所在的直线旋转一周形成圆锥甲,再将△ABC绕边AB所在的直线旋转一周形成圆锥乙,记两个圆锥的全面积分别为S甲,S乙,则S甲 , S乙的大小关系为S甲________S乙.(选填“>”“<”或“=”)
>
返回
9. 如图,在矩形纸片ABCD中,AD=9 cm,把它分割成正方形纸片ABFE和矩形纸片EFCD后,分别裁出扇形BAF和半径最大的圆,恰好能作为一个圆锥的侧面和底面,则AB的长为________.
6 cm
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10. 蒙古包可以近似地看作由一个圆柱和一个圆锥组成.其中,底面圆半径为3 m,圆锥高为2 m,圆柱高为3 m,门的高和宽分别为2 m和1 m,若要给除门外的蒙古包的表面铺上一层羊毛毡(接缝忽略不计),那么所需要羊毛毡的面积为_____________________.
r2 + h2 = l2
S圆锥侧面 = πrl
圆锥的高
母线
r
S
A
O
B
h
l
o
侧面
展开图
r
底面
①其侧面展开图扇形的半径 = 母线的长 l
②侧面展开图扇形的弧长 = 底面周长
重要图形
重要结论
必做作业:从教材习题中选取;
选做作业:完成练习册本课时的习题.
谢谢观看!