师:同学们,大家好。今天我们一起学习初中人教版九年级下册第29章29.3课题学习制作立体模型的第二课时。首先来看本堂课的学习目标:一、通过根据展开图制作立体模型的实践活动,体验平面图形向立体图形转换的过程,体会展开图与立体图形的关系。二、进一步感受立体图形与平面图形之间的联系。
师:通过前面几节课的学习,同学们已经知道与几何体相关的平面图形包括三视图和展开图。上节课我们知道由三视图可以得到几何体,那么由展开图怎样得到几何体呢?这节课我们将通过动手实践来体会这个过程。接下来是新知探究。
师:首先看第一个活动,下面每一组平面图形都是由4个等边三角形组成,这里有三个图。问题是,上面的三个图中,哪些可以折叠成三棱锥呢?大家可以把图形描在纸上,剪下来,动手折叠,验证心中所想的结论是否正确。老师这里事先准备好这3个图并剪好了,大家看一下。
师:我们先看第一个图,动手实践看看它能不能折成一个三棱锥。以红色的为底面,折完后发现它是可以折成一个三棱锥的,说明图一是可以的。
师:接下来看第二个图,同样以中间这个为底面进行折叠,折完后大家会发现其中有两个三角形重合了,这边有一个是空的,所以图2不能折成一个三棱锥。
师:再看图3,同样以其中一个为顶点进行折叠,通过动手实践得出结论,图3是可以折成一个三棱锥的。这就说明图一和图3都是可以的,也就是图一和图3其实就是一个三棱锥的展开图。这是问题一。
师:接下来看问题二,画出由上面图形能折叠成的三棱锥的三视图,并指出三视图中是怎样体现长对正、高平齐、宽相等的。同学们可以结合前面几节课的学习,再结合三棱锥的结构,轻松得到它的三视图,即主视图、左视图以及俯视图。整个框架都是一个三角形,因为主视图和俯视图从正面看和从下往上看都能看到几何体的长,所以对应长对正。主视图和左视图都能看到这个几何体的高,所以叫高平齐,这两个图对应的高是一致的。左视图和俯视图都能够看到这个几何体的宽,所以这两个图对应的是宽相等,验证了这九个字。
师:知道了三棱锥的展开图以及它对应的三视图,如果图中小三角形的边长是1,那么对应的三棱锥的表面积是多少?通过观察可知这个三棱锥由四个面组成,每个面都是边长一样的等边三角形。根据等边三角形面积计算公式,边长为1的等边三角形的面积是$\frac{\sqrt{3}}{4}$。那么这个三棱锥的表面积就是它的4倍,所以面积是$\sqrt{3}$。这是关于三棱锥表面积的计算问题,今后我们也可能碰到三棱锥体积的计算问题。
师:接下来进行第二个活动,下面的图形由一个扇形和一个圆组成。把上面的图形描在纸上,剪下来,它围成的是一个什么样的几何图形呢?老师这里有个模型,大家可以看一下。同学们自己动手剪下来叠一叠,注意观察,很容易发现这个图形折叠后其实就是一个圆锥,说明这个展开图就是一个圆锥的展开图。这是问题一。
师:问题二,得到这个圆锥后,看一下圆锥的三视图是什么样子的?通过前面学习,大家都知道圆锥的主视图是一个等腰三角形,左视图也是一个等腰三角形,俯视图是一个圆再加一个点,如图所示。
师:接下来看和圆锥有关的计算问题,问题3,如果图中扇形的半径是13,圆的半径为5,那么对应的这个圆锥的体积是多少呢?同学们知道圆锥体积计算公式是$\frac{1}{3}$底面积乘以高。根据题目条件,扇形半径就是圆锥母线长13,底面圆半径是5。由勾股定理可算出圆锥的高是12。底面是半径为5的圆,面积就是$25\pi$,所以体积就是$\frac{1}{3}×25\pi×12 = 100\pi$。
师:通过刚才两个活动,我们分别介绍了三棱锥和圆锥有关的展开图问题。大家看我手中的这个展开图,通过折叠,很容易看出这是一个长方体的平面展开图。再看这个,同样通过动手折叠,发现这是一个圆柱的平面展开图。
师:通过前面的过程,接下来通过例题进一步了解几何体的平面展开图问题。这是一个几何体的表面展开图,如图所示,因为图形中间是一个矩形,上下是两个圆,同学们通过观察可以发现它其实就是一个圆柱的展开图。
师:结合刚才讲的例题以及活动,接下来看两个例题。例一,下面平面展开图由5个大小相同的正方形组成,其中沿正方形的边不能折成无盖小方盒的是。小方盒可以理解成一个无盖正方体,只有五个面。观察A、B、C、D四个选项,结合空间想象能力和动手实践,同学们很容易发现B选项不能折成无盖小方盒,剩下三个选项都是无盖小方盒的展开图。这道题说明同样一个几何体,它的展开图并不是唯一的。
