倒圆锥形容器的轴截面是正三角形,内盛水的深度为6cm,水面距离容器口距离为1cm,现放入一个棱长为4cm的正方体实心铁块,让正方体一个面与水平面平行,问容器中的水是否会溢出?
问题描述:
倒圆锥形容器的轴截面是正三角形,内盛水的深度为6cm,水面距离容器口距离为1cm,现放入一个棱长为4cm的正方体实心铁块,让正方体一个面与水平面平行,问容器中的水是否会溢出?
答
如图甲所示:
O′P=6cm,OO′=1cm.如图甲,设水的体积为V1,容器的总容积为V,则容器尚余容积为VV1.
由题意得,O′P=6,OO′=1.
∴OP=7,OA2=
,O′C2=12,49 3
∴V=
πOA2×7=1 3
×49π,7 9
V1=
πO′C2×6=24π.1 3
∴未放入铁块前容器中尚余的容积为
V-V1=
×49π-24π≈44.3cm3.7 9
如图所示,放入铁块后,EMNF是以铁块下底面对角线作圆锥的轴截面.
∴MN=4
,∴O1M=2
2
,O1P=2
2
,∴GM=7-2
6
,
6
∴正方体位于容器口下的体积为
4×4×(7-2
)=112-32
6
≈33.6<44.3,
6
∴放入铁块后容器中的水不会溢出.
答案解析:当正方体放入容器后,一部分露在容器外面,看容器中的水是否会溢出,只要比较圆锥中ABCD部分的体积和正方体位于容器口以下部分的体积即能判定.
考试点:棱柱、棱锥、棱台的体积.
知识点:主要考查知识点:简单几何体和球,考查计算能力,是基础题.