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六年级上册 · 第四单元 圆 · 第 5 课

圆环和组合图形面积

中间有洞的圆,和拼起来的图形,面积怎么算?

本节路线:先猜,动手验证,再说理由

有洞或有缺口的图形,怎样转化成会算的图形?

先修:圆的面积 · 初中衔接:圆的有关概念

以前算组合图形,会用大图减小图,也会移一块补缺口。圆形的铁片能不能沿用这些办法?

一个铁垫圈,外面是圆,中间挖去一个小圆。要算出铁片的面积,怎么算?

对。两个圆心相同、大小不同的圆之间的部分,叫作圆环。圆环面积 = 外圆面积 − 内圆面积。

先固定外半径 5 cm,把内半径依次改成 1 cm、2 cm、3 cm。洞越大,剩下的铁片怎样变?再固定内半径,改变外半径验证。

1. 圆环:外圆减内圆

外圆半径用 R,内圆半径用 r。改一改两个半径,看三个面积怎么变。

两种算法:

① 分开算:3.14 × R² − 3.14 × r²

② 合起来算:3.14 × (R² − r²)  (乘法分配律)

括号里先平方,再相减。点教具里的“看看错的算法”:先减再平方,只算出一个小圆。

题目给的是直径,先除以 2 求半径。把内圆拖离中心,剩下的面积还是一样,算法不变。

自己试试

一个圆环,外圆半径 4 cm,内圆半径 2 cm。圆环的面积是多少平方厘米?

3.14 × (4² − 2²) = 3.14 × (16 − 4) = 3.14 × 12 = 37.68(cm²)。

2. 组合图形:移一移,补一补

这个图形上面凸出一个半圆,下面凹进一个一样大的半圆。把上面的半圆平移下去试试。

再看这个:大半圆的左边挖掉一个小半圆,右下又拼上一个一样大的小半圆。把小半圆绕大半圆的圆心 O 转半圈。

平移、旋转都不会改变面积。先想一想:这个图形可以变成哪个学过的图形?

半圆和 圆也常常出现:半圆面积 = 圆面积 ÷ 2, 圆面积 = 圆面积 ÷ 4。

先认整块,再认挖掉的部分

  1. 把中间的洞补回去,圆环和内圆恰好组成外圆,所以圆环面积等于外圆面积减内圆面积。
  2. 两圆各自求面积:πR² − πr²。用乘法分配律合写为 π × (R² − r²),两个半径要各自先平方。
  3. 组合图形中的一块若能平移或旋转去补同样大的缺口,面积不变。先找相同的半圆,再判断补成了什么图形。

圆环面积 = 外圆面积 − 内圆面积;组合图形先拆、移、补,变成学过的图形再算。

说的时候照这样说:“把(上面的半圆)平移到(下面),就变成了一个(长方形)。”

两个容易错的地方

✗ R = 5,r = 3:3.14 × (5 − 3)²

= 3.14 × 4 = 12.56,只是一个半径 2 的小圆。

✓ 3.14 × (5² − 3²) = 50.24

先平方,再相减:25 − 9 = 16,3.14 × 16 = 50.24。

✗ 半径增加 1 m,面积增加 3.14 × 1² 算成了一个半径 1 m 的小圆。
✓ 增加的是一个圆环 新圆面积 − 原来的圆面积。

一步一步想

外圆半径 5 cm、内圆半径 3 cm 的垫圈,面积是多少?

第 1 步 读懂题意:算有铁片的部分,洞里的面积不计入。
第 2 步 列式:3.14 × (5² − 3²) = 3.14 × (25 − 9) = 50.24(cm²)。
第 3 步 检查:外圆 78.5 cm²,内圆 28.26 cm²,两者相减也得 50.24 cm²;结果应小于外圆面积。
卡住时,先看这一点

两个半径分别平方,再相减。

自己试试

圆环外半径 3 cm,内半径 1 cm,面积是多少平方厘米?

两个半径分别平方,再相减。 答案是 25.12。

直接用

一个圆环形的玉佩,外圆直径 12 cm,内圆直径 8 cm。玉佩的面积是多少平方厘米?

外直径 12 cm,内直径 8 cm

半径 6 cm 和 4 cm:3.14 × (6² − 4²) = 3.14 × 20 = 62.8(cm²)。

一块半圆形的桌布,半径 6 dm。它的面积是多少平方分米?

半径 6 dm

3.14 × 6² ÷ 2 = 113.04 ÷ 2 = 56.52(dm²)。

院子的两面墙成直角。一只羊拴在墙角的木桩上,绳长 4 m(如图)。羊在院子里能吃到草的地方有多大(平方米)?

能吃到的是 个圆:3.14 × 4² ÷ 4 = 12.56(m²)。

容易错

一个圆形花坛半径 3 m,在它外面修一条宽 1 m 的环形小路。小路的面积是多少平方米?

花坛半径 3 m;小路宽 1 m

外圆半径 3 + 1 = 4(m):3.14 × (4² − 3²) = 3.14 × 7 = 21.98(m²)。

这个图形上面凸出一个半圆,下面凹进一个同样大的半圆(如图)。它的面积是多少平方厘米?

把上面的半圆平移到下面,就是一个长 6 cm、宽 4 cm 的长方形:6 × 4 = 24(cm²)。

大圆里挖去一个小圆,小圆不在大圆的正中间。剩下部分的面积怎样算?

大圆中挖去一个偏心小圆

A。挖去的小圆在哪儿都一样,减去它的面积就行。

想一想

10 m 6 m

上图是一块跑道形草坪:中间是长 10 m、宽 6 m 的长方形,两头各是一个半圆。草坪的面积是多少平方米?

宽 6 m中间长方形长 10 m

两个半圆合起来是半径 3 m 的圆:10 × 6 + 3.14 × 3² = 60 + 28.26 = 88.26(m²)。

沿这块草坪的边围一圈护栏,护栏长多少米?

宽 6 m中间长方形长 10 m

两条直边 10 + 10 = 20(m),两条弯边合起来是直径 6 m 的圆周长 3.14 × 6 = 18.84(m),一共 38.84 m。

独立作品与方法诊断

独立完成:画出、记录并解释

π取3.14,独立画出图形并给所求区域加斜线,说明用加法还是减法。①长10厘米、宽6厘米的长方形,在宽边外接一个直径6厘米的半圆(内部不重叠),组合面积多少?②边长10厘米的正方形内挖去直径10厘米的圆,余下面积多少?③一个长12厘米、宽6厘米的长方形,两端各去掉一个直径6厘米、完全位于长方形内且内部不重叠的半圆,剩余面积多少?

先独立作答。画板为方格示意,不代表实际厘米;要求圆规、量角器、直尺的部分请在纸上实作并记录尺寸。可用触控笔或鼠标作画;纸上完整作品也需保留供老师检查。

键盘作图:聚焦画板后用方向键移动,空格开始一笔,再按空格结束;Shift加方向键微调,Esc取消当前笔画。

作答只在当前页面保留,刷新前请保留纸上作品。本任务需老师核对作品与说理,不会自动记为已掌握。

草稿:请完成作品和说明后提交。

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