1.(2024·广东)综合与实践
【主题】滤纸与漏斗
【素材】如图①是一张直径为10 cm的圆形滤纸和一只漏斗口直径与母线均为7 cm的圆锥形过滤漏斗.

【实践操作】步骤1:取一张滤纸;
步骤2:按如图②所示步骤折叠好滤纸;
步骤3:将其中一层撑开,围成圆锥形;
步骤4:将围成圆锥形的滤纸放入如图①所示的漏斗中.
【实践探索】(1)滤纸是否能紧贴此漏斗内壁(忽略漏斗管口处)? 用你所学的数学知识说明;
(2)当滤纸紧贴漏斗内壁时,求滤纸围成的圆锥形的体积.(结果保留π)
【主题】滤纸与漏斗
【素材】如图①是一张直径为10 cm的圆形滤纸和一只漏斗口直径与母线均为7 cm的圆锥形过滤漏斗.
【实践操作】步骤1:取一张滤纸;
步骤2:按如图②所示步骤折叠好滤纸;
步骤3:将其中一层撑开,围成圆锥形;
步骤4:将围成圆锥形的滤纸放入如图①所示的漏斗中.
【实践探索】(1)滤纸是否能紧贴此漏斗内壁(忽略漏斗管口处)? 用你所学的数学知识说明;
(2)当滤纸紧贴漏斗内壁时,求滤纸围成的圆锥形的体积.(结果保留π)
答案
解:$(1)$滤纸能紧贴此漏斗内壁,理由:如答图,作出示意图,由题意知,$AB = AC = BC = 7\ \mathrm {cm},$折叠后$CD = CE=\frac {1}{2}×10 = 5(\mathrm {cm})。$ ∵底面周长为$\frac {1}{2}×10\pi = 5\pi (\mathrm {cm}),$ ∴$DE·\pi = 5\pi\mathrm {cm} ,$ ∴$DE = 5\ \mathrm {cm},$
∴$DE = CD = CE,$ ∴$∠DCE = 60°=∠ACB,$ ∴滤纸能紧贴此漏斗内壁。$ (2)$由$(1)$知$CD = DE = CE = 5\ \mathrm {cm},$∴$∠CDE = 60°,$如图,过点$C$作$CF\perp DE$于点$F,$$ $则$DF=\frac {1}{2}DE=\frac {5}{2}\mathrm {cm}。$$ $在$Rt\triangle CDF_{中},$$CF = \sqrt {CD^2-DF^2}=\frac {5\sqrt {3}}{2}\mathrm {cm},$ ∴$V=\frac {1}{3}\pi ×(\frac {5}{2})^2×\frac {5\sqrt {3}}{2}=\frac {125\sqrt {3}}{24}\pi (\mathrm {cm}^3)。$即滤纸围成的圆锥形的体积是$\frac {125\sqrt {3}}{24}\pi\mathrm {cm} ^3。$ ;
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