«Урок по геометрии на тему «Задачи на комбинации геометрических фигур», 11 класс»


Задачи на комбинации геометрических фигур
Цели: - повторить понятия конической поверхности, конуса, элементов конуса (боковая поверхность, основание, вершина, образующая, ось, высота), понятие усеченного конуса;
- вывести формулы для вычисления объёма конуса и усеченного конуса;
- научить обучающихся решать задачи по этой теме.
- содействовать творческому восприятию учащимися учебного материала и их желание самосовершенствоваться.
- воспитывать организованность, дисциплинированность, ответственность за свой труд и труд одноклассников.

Ход урока
I. Организационный момент.
II. Повторение основных сведений о конусе.
III. Историческая справка.
IV. Объяснение нового материала.
V. Решение задач на объем конуса (3 задачи).
VI. Дополнительная информация о конусе.
VII. Задание на дом.
VIII. Подведение итогов.
IX. Резервные устные вопросы.
Ход урока
I. Организационный момент
Учащимся сообщается план урока.
II. Повторение основных сведений о конусе
1. Определение прямого кругового конуса.
2. Сечения конуса.
3. Площадь поверхности конуса.
III. Историческая справка
Конус в переводе с греческого «konos» означает «сосновая шишка». С конусом люди знакомы с глубокой древности. В 1906 году была обнаружена книга Архимеда (287–212 гг. до н. э.) «О методе», в которой дается решение задачи об объеме общей части пересекающихся цилиндров. Архимед приписывает честь открытия этого принципа Демокриту (470–380 гг. до н. э.) – древнегреческому философу-материалисту. С помощью этого принципа Демокрит получил формулы для вычисления объема пирамиды и конуса.
Много сделала для геометрии школа Платона (428–348 гг. до н. э.). Платон был учеником Сократа (470–399 гг. до н. э.). Он в 387 г. до н. э. основал в Афинах Академию, в которой работал 20 лет. Каждый, входящий в Академию, читал надпись: «Пусть сюда не входит никто, не знающий геометрии». Школе Платона, в частности, принадлежит: а) исследование свойств призмы, пирамиды, цилиндра и конуса; б) изучение конических сечений.
Большой трактат о конических сечениях был написан Аполлонием Пергским (260–170 гг. до н. э.) – учеником Евклида (III в. до н. э.), который создал великий труд из 15 книг под названием «Начала». Эти книги издаются и по сей день, а в школах Англии по ним учатся до сих пор.
IV. Объяснение нового материала
Построим два многоугольника в плоскости основания конуса: многоугольник
13 EMBED Equation.3 1415, содержащий основание конуса, и многоугольник 13 EMBED Equation.3 1415, содержащийся в основании конуса. Построим две пирамиды с основаниями 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415 и вершиной в вершине конуса. Первая пирамида содержит конус, а вторая пирамида содержится в конусе.
Как мы знаем, существуют такие многоугольники 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415, площади которых при неограниченном увеличении числа их сторон 13 EMBED Equation.3 1415 неограниченно приближаются к площади круга в основании конуса. Для таких многоугольников объёмы построенных пирамид неограниченно приближаются к 13 EMBED Equation.3 1415Согласно определению отсюда следует, что объём конуса 13 EMBED Equation.3 1415 Итак, объем конуса равен одной трети произведения площади основания на высоту.

13 EMBED Equation.3 1415 - объем усеченного конуса

V. Решение задач на объем конуса
Задача 1. Авиационная бомба среднего калибра дает при взрыве воронку диаметром 6 м и глубиной 2 м. Какое количество земли (по массе) выбрасывает эта бомба, если 1 м3 земли имеет массу 1650 кг?
Задача 2.
Дано:
коническая воронка
D = 10 см
L = 13 см
V – ?
Смолу для промышленных нужд собирают, подвешивая конические воронки к соснам.
Сколько воронок диаметром 10 см с образующей 13 см нужно собрать, чтобы
заполнить 10-литровое ведро?

Задача 3. Прослушаем фонограмму старинной легенды восточных народов,
рассказанной А.С. Пушкиным в «Скупом рыцаре».
«... Читал я где-то,
Что царь однажды воинам своим
Велел снести земли по горсти в кучу.
И гордый холм возвысился,
И царь мог с высоты с весельем озирать
И дол, покрытый белыми шатрами,
И море, где бежали корабли.»
Это одна из немногих легенд, в которой при кажущемся правдоподобии нет и зерна правды. Докажите геометрически, что если бы какой-нибудь древний деспот вздумал осуществить такую затею, он был бы обескуражен мизерностью результата. Перед ним высилась бы настолько жалкая куча земли, что никакая фантазия не смогла бы раздуть ее в легендарный «гордый холм».
Войско в 100 000 воинов считалось очень внушительным.
V = 0,2*100 000 = 20 000 дм3 = 20 м3.
Угол откоса 45°, иначе земля начнет осыпаться. Возьмем угол откоса наибольшим возможным, т. е. 45°.
Дано:
конус
V = 20 м3
13 EMBED Equation.3 1415 = 45°
Найти: Hконуса
Решение.
Так как H = R, то 13 EMBED Equation.3 1415

Надо обладать очень богатым воображением, чтобы земляную кучу в 2,7 м (человеческих роста) назвать «гордым холмом». Сделав расчет для меньшего угла, мы получили бы еще более скромный результат.
У Аттилы было самое многочисленное войско, которое знал древний мир. Историки оценивают его в 700 000 человек. К сведению, Аттила – предводитель гуннов, кочевого народа, сложившегося в Приуралье из многих племен. Массовое передвижение гуннов на запад (с 70-х гг. IV в.) дало толчок «великому переселению народов». Наибольшего могущества гуннская держава достигла при Аттиле (?–453 гг.), который возглавил опустошительные походы в Восточно-Римскую империю (413 г., 447 г., 448 г., 451 г.). Но в 451 году на Каталаунских полях (равнина в северо-восточной Франции к западу от города Труа) войска Западно-Римской империи в союзе с франками, вест-готами, бургундами, аланами и др. разгромили гуннов во главе с Аттилой, что привело к распаду гуннской державы.
Если бы все воины Аттилы участвовали в насыпании холма, образовалась бы куча повыше вычисленной нами, но не очень. Советую вам самим дома вычислить высоту кургана и подумать, удовлетворила бы такая высота честолюбие Аттилы или нет.
VI. Дополнительная информация о конусе
1. В геологии существует понятие «конус выноса». Это форма рельефа,
образованная скоплением обломочных пород (гальки, гравия, песка), вынесенными
горными реками на предгорную равнину или в более плоскую широкую долину.
2. В биологии есть понятие «конус нарастания». Это верхушка побега и корня растений, состоящая из клеток образовательной ткани.
3. «Конусами» называется семейство морских моллюсков подкласса
переднежаберных. Раковина коническая (2–16 см), ярко окрашенная. Конусов свыше 500 видов. Живут в тропиках и субтропиках, являются хищниками, имеют ядовитую железу. Укус конусов очень болезнен. Известны смертельные случаи. Раковины используются как украшения, сувениры.
4. По статистике на Земле ежегодно гибнет от разрядов молний 6 человек на 1 000 000 жителей (чаще в южных странах). Этого бы не случалось, если бы везде были громоотводы, так как образуется конус безопасности. Чем выше
громоотвод, тем больше объем такого конуса. Некоторые люди пытаются спрятаться от разрядов под деревом, но дерево не проводник, на нем заряды накапливаются и дерево может быть источником напряжения.

5. В физике встречается понятие «телесный угол». Это конусообразный угол, вырезанный в шаре. Единица измерения телесного угла – 1 стерадиан. 1 стерадиан – это телесный угол, квадрат радиуса которого равен площади части сферы, которую он вырезает. Если в этот угол поместить источник света в 1 канделу (1 свечу), то получим световой поток в 1 люмен. Свет от киноаппарата, прожектора распространяется в виде конуса.
VII. Задание на дом
1. Прямоугольный равнобедренный треугольник вращается вокруг оси, проходящей через вершину прямого угла и параллельной гипотенузе. Найти объем тела вращения, если гипотенуза равна 2a.
2. Вычислить вес гранитного скального выступа «Жандарм на гребне» между пиком «Туюксу» (4100 м) и «Иглы Туюксу» (4123 м) (Северный Тянь-Шань, хребет Заилийский Алатау).
3. Вычислить, на какую высоту мог бы подняться Аттила, если его войско
составляло 700 тыс. человек.
VIII. Подведение итогов
Итак, мы с вами расширили понятие и представление о конусе, вывели формулу объема конуса, научились применять эту формулу при решении задач. Вопрос о конусе важен, так как конические детали имеются во многих машинах и механизмах.
В автомобилях, танках, бронетранспортерах – конические шестерни; носовая часть самолетов и ракет имеет коническую форму.
IX. Резервные устные вопросы
Как найти объем тела, полученного при вращении каждой фигуры относительно изображенной оси?
Окончание урока
Слова Яна Амоса Коменского: «Считай несчастным тот день или тот час, в который ты не усвоил ничего нового и ничего не прибавил к своему образованию».


Приложенные файлы


Добавить комментарий