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圆球体积公式

科普大全 2023-08-19 22:10:02
生活中,有许多的问题会给人带来很多烦恼,许多朋友问小编圆球体积公式的问题,那么今天小编就为大家解决一下这个问题,希望对你有所帮助。

圆球体积公式

球体的体积公式

v-球面= (4/3) π r 3,其中r是球面的半径。

分析

四分之三乘以圆周率乘以半径的三次方。用刨子切一个球,截面是圆的。

球的横截面具有以下特性

1.连接球体中心和截面中心的直线垂直于截面。

2.球心到横截面的距离d与球心半径r和横截面半径r有如下关系:r = r-d过球心的平面所切的圆称为大圆,不过球心的横截面所切的圆称为小圆。在球面上,两点间最短连线的长度,就是通过这两点的大圆在这两点间的坏弧的长度。我们称这个弧长为两点间的球面距离。半圆以其直径的直线为旋转轴,旋转形成的面称为球面。计算球体体积基本思想和方法是:首先用球心所在的平面截取球体,用横截面将球体分成大小相等的两个半球,横截面⊙称为半球的底面。

(1)第一步:用一组平行于底部的平面将半球分层。

(2)第二步:求各层近似圆柱形的“小圆盘”的近似和。我们用小圆柱体的近似体积来代替“小圆盘”的体积,它们的和就是半球的近似体积。

(3)第三步:当近似和转化为精确和时,半球的近似体积趋于精确体积。

演绎过程

你最好用笔和纸画一幅好画。

第一步:想象一个半球(高r,底半径r,这个应该可以理解),在离其底部距离L处做一个横截面。因为是半圆,底面中心到球面上任意一点的距离都相等,所以截面半径的平方R: R 2 = R 2-L 2(初中勾股定理)。

所以截面积s = π (r 2-l 2)

=πR^2 - πL^2

第二步:想象一个圆柱体(高r,底半径r),从中间去掉一个圆锥体,在同样的高度l处做一个横截面,横截面为圆形,S环的面积=大圆-小圆。

因为这个圆柱体的高度为R,半径为R,截锥在垂直截面上是等腰直角三角形,所以L等于环中小圆的半径,所以S环的面积=大圆-小圆。

=πR^2 - πL^2

所以在同一高度,圆柱体的圆=半球的横截面圆。

因此可以得出,圆柱体截取圆锥体后剩余的体积=半球的体积。

半球体积=2/3圆柱体

所以球的体积=4/3圆柱体。

=4/3πR^3

球体面积公式

可用球体体积公式+微积分推导

定积分的应用:旋转曲面的面积。在很多教科书上都有,推导方法依赖于曲线的弧长。

设圆y = √ (r 2-x 2)绕x轴旋转,得到球面x 2+y 2+z 2 ≤ r 2。求球的表面积。

以x为积分变量,积分极限为[-r,R]。

取[-r,R]中的任意一个子区间[x,x+△x],这个弧绕X轴所得到的球的上半部分的面积约为2π×y×ds,ds为弧长。

所以球的表面积s =∫2π×y×√( 1+y & # 39;2) dx,整理后得到S = 4 π r。


标签: 公式   球体

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