长方体与正方体
对于小学几何而言,立体图形的表面积和体积计算,既可以很好地考查学生的空间想象能力,又可以具体考查学生在公式应用中处理相关数据的能力,所以,很多重要考试都很重视对立体图形的考查.
例题精讲
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如右图,长方体共有六个面(每个面都是长方形),八个顶点,十二条棱.
①在六个面中,两个对面是全等的,即三组对面两两全等. (叠放在一起能够完全重合的两个图形称为全等图形.) ②长方体的表面积和体积的计算公式是: 长方体的表面积:S长方体?2(ab?bc?ca); 长方体的体积:V长方体?abc.
③正方体是各棱相等的长方体,它是长方体的特例,它的六个面都是正方形. 如果它的棱长为a,那么:S正方体?6a2,V正方体?a3.
A板块一 长方体与正方体的表面积
【例 1】 右图中共有多少个面?多少条棱?
后面上面左面前面下面右面 【解析】 如右图所示,可以分前、后、左、右、上、下六个方向看这个立体图形.前、后看各有1个面,左
面看有1个面,右面看有2个面,上面看有2个面,下面看有1个面.所以共有1?1?1?2?2?1?8(个)面.
前后方向的棱有6条,左右方向的棱有6条,上下方向的棱也有6条,所以共有棱6?6?6?18(条).
【巩固】右图中共有多少个面?多少条棱?
【解析】 9个面,21条棱.
【例 2】 如右图,在一个棱长为10的立方体上截取一个长为8,宽为3,高为2的小长方体,那么新的几何
体的表面积是多少?
【解析】 我们从三个方向(前后、左右、上下)考虑,新几何体的表面积仍为原立方体的表面积:10?10?6?600.
【巩固】在一个棱长为50厘米的正方体木块,在它的八个角上各挖去一个棱长为5厘米的小正方体,问剩下
的立体图形的表面积是多少?
【解析】 对于和长方体相关的立体图形表面积,一般从上下、左右、前后3个方向考虑.变化前后的表面积
不变:50?50?6?15000(平方厘米).
【例 3】 如右图,有一个边长是5的立方体,如果它的左上方截去一个边分别是5,3,2的长方体,那么它
的表面积减少了多少?
【解析】 原来正方体的表面积为5?5?6?150.现在立体图形的表面积减少了前后两个面中的部分面,它们
的面积为(3?2)?2?12,所以减少的面积就是12.
【例 4】 右图是一个边长为4厘米的正方体,分别在前后、左右、上下各面的中心位置挖去一个边长l厘米
的正方体,做成一种玩具.它的表面积是多少平方厘米?(图中只画出了前面、右面、上面挖去的正方体)
【解析】 原正方体的表面积是4?4?6?96(平方厘米).每一个面被挖去一个边长是1厘米的正方形,同时又
增加了5个边长是1厘米的正方体作为玩具的表面积的组成部分.总的来看,每一个面都增加了4个边长是1厘米的正方形.
从而,它的表面积是:96?4?6?120平方厘米.
【例 5】 如图,有一个边长为20厘米的大正方体,分别在它的角上、棱上、面上各挖掉一个大小相同的小立
方体后,表面积变为2454平方厘米,那么挖掉的小立方体的边长是多少厘米?
【解析】 大立方体的表面积是20?20?6?2400平方厘米.在角上挖掉一个小正方体后,外面少了3个面,但
里面又多出3个面;在棱上挖掉一个小正方体后,外面少了2个面,但里面多出4个面;在面上挖掉一个小正方体后,外面少了1个面,但里面多出5个面.所以,最后的情况是挖掉了三个小正方体,反而多出了6个面,可以计算出每个面的面积:(2454?2400)?6?9平方厘米,说明小正方体的棱长是3厘米.
【例 6】 下图是一个棱长为2厘米的正方体,在正方体上表面的正中,向下挖一个棱长为1厘米的正方体小
1洞,接着在小洞的底面正中向下挖一个棱长为厘米的正方形小洞,第三个正方形小洞的挖法和前
21两个相同为厘米,那么最后得到的立体图形的表面积是多少平方厘米?
4 【解析】 我们仍然从3个方向考虑.平行于上下表面的各面面积之和:2?2?2?8(平方厘米);左右方向、前
11后方向:2?2?4?16(平方厘米),1?1?4?4(平方厘米),??4?1(平方厘米),
2211111??4?(平方厘米),这个立体图形的表面积为:8?16?4?1??29(平方厘米). 44444
【例 7】 (《小学生数学报》邀请赛)从一个棱长为10厘米的正方形木块中挖去一个长10厘米、宽2厘米、
高2厘米的小长方体,剩下部分的表面积是多少?(写出符合要求的全部答案)
【解析】 按图1所示沿一条棱挖,为592平方厘米;
按图2所示在某一面上挖,为632平方厘米; 按图3所示在某面上斜着挖,为648平方厘米; 按图4所示挖通两个对面,为672平方厘米.
图1 图2 图3 图4
【例 8】 (北京市第十二届迎春杯)一个正方体木块,棱长是15.从它的八个顶点处各截去棱长分别是1、2、