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解决圆锥问题的四字秘诀
关于圆锥的侧面展开图计算问题在中考中时常出现,这类问题的解答,可 以用四个字
来概括:一、二、三、四。其中:
“一个转化”,是指将圆锥侧面问题转化为平面图形——扇形问题;
“二个对应”,是指圆锥的底面周长对应着扇形的弧长,圆锥的母线长对应着扇形的半
径;
“三个图形”,是指圆锥侧面问题常常需要用到圆形、扇形、直角三角形来解决;
“四个公式”,是指圆锥侧面问题需要用
①l2=r2+h2,其中,如图,圆锥的底面半径 r,圆锥母线 ι,圆锥的高 h,构成直角三
角形;
②
③S 侧= ·2πr·ι=πrι
④ 。
圆锥侧面问题公式的灵活应用
圆锥侧面问题四个 公式共有 5 个量:l、h、r、n、S 侧,由于每个公式中只有三个量,
从而只要知道其中的两个量,就可以将另外三个量利用方程或方程组求出来。
一、 计算圆心角的度数
例题 1 (浙江中考)若圆锥的轴截面为等边三角形,则称此圆锥为正圆锥,则正圆锥
侧面展开图的圆心角是( )
A. 90° B. 120° C. 150° D. 180°
解析:因为此圆锥为正圆锥,所以圆锥底面圆的直径等于展开图扇形的半径,然后利用
弧长公式求解。
解:设圆锥侧面展开图扇形的圆心角为 n,半径为 r,则圆锥的底面直径也为 r,根据
圆锥侧面展开图扇形的弧长等于圆锥底面圆的周长,可得 ,解得 n=180°。
答案:D
点拨:在解决圆锥与展开图有关问题时,可以利用“圆锥侧面展开图扇形的弧长等于圆
2
1
2= 360
nS lπ侧
2=S rl rπ π+全
180
n r r
π π=2
锥底面圆的周长”这一规律解决问题。
二、计算圆锥的底面积
例题 2 如图,圆锥形冰淇淋盒的母线长是 13cm,高是 12cm,则该圆锥形底面圆的面
积是( )
A. 10πcm2 B. 25πcm2 C. 60πcm2 D. 65πcm2
解析:作出圆锥的轴切面图,再根据等腰三 角形“三线合一”的性质转化为直角三角
形,利用勾股定理求出圆锥底面圆的半径, 进而求出其面积。
解:作出圆锥的轴切面图及高,如图,则 AB=13cm,AD=12cm,AD⊥BC,BC=2BD,所
以 BD=5 cm,因而底面圆的面积为 πr2=25π(cm2),故选 B。
答案:B
点拨:圆锥的轴切面图为等腰三角形,等腰三角形底边上的高为圆锥的高,腰为圆锥的
母线长,底边为圆锥底面圆的直径,圆锥轴切面的相关计算通常转化为直角三角形,再利用
勾 股定理进行计算。
三、计算圆锥的侧面积
例题 3 在学校组织的实践活动中,小新同学用纸板制作了一个圆锥模型,它的底面半
径为 1,高为 2 ,则这个圆锥的侧面积( )
A. 4π B. 3π C. 2 π D. 2π
解析:先根据勾股定理求得圆锥的母线长,再代入圆锥侧面积的公式计算即可。
解:∵圆锥的底面半径为 r=1,高为 2 ,∴圆锥的母线长 l= ,∴
圆锥的侧面积= =π×1×3=3π,故选 B。
答案:B
点拨:这类题要熟记圆锥的侧面积公式 S=πrl 及圆锥的高 h、母线 l、底面半径为 r 的
关系: 。解决这类问题的方法有:①列式计算,②运用方程思想列方程来计算。
2
2
2 ( )221 2 2 3+ =
rlπ
2 2 2l r h= +3
计算线路最短问题
满分训练 如图,圆锥的母线长是 3,底面半径是 1,A 是底面圆周上一点,一只小虫
从点 A 出发,绕侧面爬行一周,再回到点 A 的最短的路线长是多少?
解析:我们知道“两点之间, 线段最短”,沿母线 SA 作侧面展开图如图,本题实际是
求将圆锥的侧面沿着母线 OA 展开,求点 A 到 A′的距离 AA′。
解:将圆锥沿母线 SA 作侧面展开图,得扇形 O AA′,
设扇形的圆心角为θ,因为圆锥的底面半径为 r=1,母线长为 3,根据 2πr= ,得
2π×1= ,所以θ=120°。即扇形的圆心角∠AOA′为 120°,作 OD⊥AA′,垂足为
D,在 Rt△AOD 中,∠OAD=30°,OA=3。所以 OD= ,据勾股定理,得可求得 AD= ,所
以 AA′=2AD= 。
答案:
点拨:小虫从点 A 出发,绕圆锥侧面爬行,从圆锥上看是曲线,而在侧面展开图上看是
直线,“化曲为直”是解决此类问题的关键。
(答题时间:30 分钟)
1. 用半径为 3cm,圆心角是 120°的扇形围成一个圆锥的侧面,则这个圆锥的底面半径为
( )
A. 2πcm B. 1.5cm C. πcm D. 1cm
2. 已知圆锥的底面半径为 6cm,高为 8 cm,则这个圆锥的母线长为( )。
A. 12cm B. 10cm C. 8cm D. 6cm
180
lθπ
180
3×θπ
3
2 2
33
33
334
3. 圆锥底面圆的半径为 3cm,其侧面展开图是半圆,则圆锥母线长为( )
A. 3cm B. 6cm C. 9cm D. 12cm
4. 若圆锥的侧面展开图为半圆,则该圆锥的母线 l 与底面半径 r 的关系是( )
A. l=2r B. l=3r C. l=r D. l=
*5. 一个圆锥的侧面积是底面积的 2 倍,则圆锥侧面展开图扇形的圆心 角是 °。
6. 圆锥的侧面积为 6 cm2,底面圆的半径为 2cm,则这个圆锥的母线长为 cm
*7.已知一个扇形的半径为 60 厘米,圆心角为 150°。用它围成一个圆锥的侧面,那么圆
锥的底面半径为 厘米。
*8. 若圆锥的母线长为 5cm,底面圆的半径为 3cm,则它的侧面展开图的面积为 cm2
(结果保留 π)。
*9. 用半径为 10cm,圆心角为 216°的扇形作一个圆锥的侧面,求这个圆锥的高。
**10. 如图所示的一扇形纸片,圆心角∠AOB 为 120°,弦 AB 的长为 ,用它围成
一个圆锥的侧面(接缝忽略不计),求该圆锥底面的半径。
*11. 已知圆锥的底面周长是 10π,其侧面展开后所得扇形的圆心角为 90°,求该圆锥的
母线长。
**12. 如图,圆锥的侧面展开图是一个半圆,求母线 AB 与高 AO 的夹角。
_____________
3
2
π
2 3cm5
1. D 解析:依题意,得这个圆锥的底面半径= ÷2π=1,故选 D。
2. B 解析:先根据半径与高互相垂直,然后利用勾股定理求母线长。∵ r2+h2=l2,∴
62+82=l2,∴ l=10㎝,故选 B。
3. B 解析:圆锥的母线长=圆锥的底面周长× =2×π×3× =6cm。故选 B。
4. A 解 析 : 根 据 以 上 分 析 , 则 圆 锥 的 底 面 周 长 为 , 展 开 图 扇 形 弧 长 是
,因此 ,则
l=2r,故选 A。
*5. 180° 解析:设圆锥的母线长为 l,底面半径为 r, 圆心角 n,则 ,即
,∴侧面展开图扇形的圆心角为 n=360°× =180°。故答案为 180°。
6. 3 解析:设圆锥的母线长为 R,因底面圆的半径为 2cm,所以底面圆的周长=侧面扇形
的弧长=2 ×2=4 ,又扇形的面积= ×4 ×R=6 ,解得 R=3,故填 3。
*7. 25 解析:设圆锥的底面半径为 r,则圆锥的母线长 R=60 cm,因为圆锥的底面周长等
于其侧面展开图的弧长,所以 2πr= ,解得 r=25。
*8. 15π 解析:∵圆锥的侧面积 S=πrl,,r=3 cm,l=5∴S=15π cm2。
*9. 解析:扇形的弧长是: =12π(cm),设圆锥的底面半径是 r,则 2πr=12π,
解得:r=6cm,则圆锥的高是: =8(cm)。
**10. 解析:过 O 点作 OE⊥AB,垂足为点 E,∵OA=OB,AB= cm,∴AE= cm,
∠AOE=60º , ∴OA=2cm , ∴ 弧 AB 的 长 , 设 该 圆 锥 底 面 的 半 径 为 r , ∴
,∴r= cm。
*11. 解析:设圆锥的母线长为 l。∵圆锥的底面周长是 10π,∴圆锥侧面展开图(扇形)
的弧长是 10π。∵侧面展开后所得扇形的圆心角为 90°,∴ 。∴l=20,即该
圆锥的母线长是 20。
**12. 解析:因为 2 r= l。 所以 l=2r,所 以 sin∠BAO= ,所以∠BAO=30°,所
以母线 AB 与高 AO 的夹角为 30°。
120 3
180
π× ×
180
180π
180
180π
2 rπ
180
180
l l
π π= 2 r lπ π= 2 22 2 1 8 4 2 2 2 2( ) ( )180 2 2 4 2 2
n ll x
ππ π − − −= < +
22rl rπ π= 2l r=
r
l
π π 1
2
π π
180
Rnπ
216 10
180
π ×
2 210 6−
32 3
180
2120 ×= π
180
21202 cmr
×= ππ
3
2
9010 180
lππ =
π π 1
2
r
l
=