如图,半径为R的半圆内的阴影部分以直径AB所在直线为轴,旋转一周得到一几何体,求该几何体的体积,(其中∠BAC=30°)

问题描述:

如图,半径为R的半圆内的阴影部分以直径AB所在直线为轴,旋转一周得到一几何体,求该几何体的体积,(其中∠BAC=30°)

∵AB为直径,
∴∠ACB=90°.
∵tan∠BAC=

3
3

∴sin∠BAC=
1
2

又∵sin∠BAC=
BC
AB
,AB=2R,
∴BC=2R×
1
2
=R,
AC=
3
R,CD=
3
R
2

∴V1=
1
3
πCD2(AD+BD)
=
π
2
R
3
V2=
3
R3

∴V=V2-V1=
3
R3
π
2
R
3=
5
6
πR3

答案解析:要求旋转后阴影部分的体积即是球的体积减去两个圆锥的体积,根据AB=2R,tan∠BAC=
3
3
可以求得AC,BC、CD的长,再根据圆锥的体积公式和球的体积公式进行计算.
考试点:组合几何体的面积、体积问题.

知识点:本题考查组合体的体积的求法,能够熟练运用锐角三角函数的概念进行求解,熟悉圆锥和球的体积公式.