数学 · 小学 / 初中
圆柱侧面为什么能展开成长方形?
想象一张绕在罐子外面的纸标签,它不覆盖上下两个圆形底面。沿着高度方向剪开,再把标签铺平,弯曲的侧面就变成了长方形。形状变了,纸的面积却没有改变。这是理解圆柱侧面积的起点。
找到长方形的两条边
一条边原来绕着底面走了一整圈,所以长度是底面周长 2πr,其中 r 是底面半径。另一条边沿着圆柱的高度,长度为 h。因此侧面积等于长乘宽:S侧 = 2πrh。
例如半径为 2 cm、高为 3 cm,展开后的长方形长为 4π cm、宽为 3 cm,面积就是 12π cm²,约为 37.70 cm²。建议先保留 π,到最后一步再取近似值,避免多次四舍五入。
五分钟动手探究
先预测:只把半径变成原来的两倍,侧面积会怎样变化?打开免费的圆柱实验,将半径设为 1 cm、高度设为 3 cm,完全展开侧面并记录面积。
保持高度为 3 cm,把半径改为 2 cm。面积从 6π cm² 变为 12π cm²,正好变为两倍。如果半径与高度都翻倍,展开后的长和宽也都翻倍,面积便成为原来的四倍。
检查你的理解
圆柱半径为 3 cm、高为 4 cm。一位同学认为侧面积为 12π cm²。他漏掉了哪个因子?你能在展开图上指出这个因子的来源吗?
查看解释
他漏掉了周长公式中的 2。长方形的长是 6π cm,宽是 4 cm,侧面积应为 24π cm²。
模型说明
中间形态用于展示展开过程;辨认边长时请观察完全展开的长方形。模型忽略纸张厚度,也不表示侧面发生拉伸。