体积≠容积?1个冰箱比喻讲透小学数学壁厚问题:典型例题精讲
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五年级
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最近更新
2025-12-20
📦 阿星解密:体积≠容积!看穿“厚脸皮”的物体
💡 阿星解密:为什么公式长这样?
你是不是觉得,一个物体从外面看有多大(体积),它里面能装的东西就有多少(容积)?阿星:错! 这就像看一个冰箱,它外面个头很大(体积大),但里面能装食物的空间(容积)可能很小,因为它的箱壁很厚!壁厚“偷走”了一部分空间。 所以,计算容积时,我们必须扒开它的“厚脸皮”,找到它真正的“内心空间”。
👀 看图说话:两个一样大的盒子,谁能装更多?
关键点拨:
看上面的图,两个盒子从外面量的长宽高都一样,所以它们的体积是相等的。但是,左边的盒子壁很厚,像穿了厚厚的棉袄;右边的盒子壁很薄,像只穿了单衣。当我们计算容积(能装多少东西)时,必须从内部测量,要减去壁厚的部分。那个“看不见的壁厚”,就是让体积和容积产生差异的“隐形小偷”!
🔥 三级跳挑战:从陷阱到精通
【母题演示】一个长方体水箱,从外面量长10分米,宽5分米,高6分米。水箱的壁厚是1分米。这个水箱的容积是多少升?(1立方分米 = 1升)
阿星的显微镜
第一步:理解“壁厚”。壁厚1分米,意味着每一面都有厚度。所以,从内部测量时,长、宽、高都要减去两个壁厚(因为左右各有一面壁,前后各有一面壁,上下各有一面壁)。
标准算式:
内部长 = 外部长 - 2 × 壁厚 = \( 10 - 2 \times 1 = 8 \) (分米)
内部宽 = 外部宽 - 2 × 壁厚 = \( 5 - 2 \times 1 = 3 \) (分米)
内部高 = 外部高 - 2 × 壁厚 = \( 6 - 2 \times 1 = 4 \) (分米)
容积 = 内部长 × 内部宽 × 内部高 = \( 8 \times 3 \times 4 = 96 \) (立方分米) = 96 (升)
【易错陷阱】一个铁皮盒子,外部棱长总和是72厘米,它是一个正方体,铁皮厚度是2厘米。这个盒子的容积是多少?
阿星的避雷针:
大多数人会怎么错:先算出外部棱长:\( 72 \div 12 = 6 \) (厘米)。然后错误地用外部棱长直接减去一个壁厚:\( 6 - 2 = 4 \) (厘米)作为内部棱长,最后算出错误容积 \( 4^3 = 64 \) (立方厘米)。
图解陷阱:这样想就只减掉了一面的铁皮!想象一下正方体,每条棱的两端都连着两个面,所以铁皮厚度会从这条棱的长度里“吃掉”两段。内部棱长必须从外部棱长里减去两个壁厚。
正确思路:
外部棱长 = \( 72 \div 12 = 6 \) (厘米)
内部棱长 = 外部棱长 - 2 × 壁厚 = \( 6 - 2 \times 2 = 2 \) (厘米)
容积 = \( 2 \times 2 \times 2 = 8 \) (立方厘米)
【高手进阶】一个集装箱,内部长6米,宽2.4米,高2.5米。现在要用长0.6米、宽0.4米、高0.3米的货箱装满它。不考虑货箱间隙,最多能装多少个?如果集装箱的钢壁厚度是5厘米,那么这个集装箱从外面看,体积大约是多少立方米?
思维迁移:这道题有两个层次。第一问是纯粹的容积利用率问题,用“大容积÷小体积”。第二问则反向运用核心概念:已知内部尺寸和壁厚,求外部体积。这时就要给内部尺寸加上两个壁厚,得到外部尺寸,再算体积。这完美检验了你是否真正理解了体积与容积因“壁厚”而互逆的关系。
📝 阿星的定海神针(口诀):
体积容积亲兄弟,壁厚是面照妖镜。外部量得是体积,内部空间叫容积。由外到内要减厚,由内到外要加厚。“乘以2”是金钥匙,别忘壁厚有两面!
🚀 举一反三:巩固练习
一个无盖玻璃鱼缸(只有底面和侧面有玻璃),外部长8dm,宽4dm,高5dm,玻璃厚0.5dm。这个鱼缸的容积是多少升?
一个空心混凝土长方体,外部尺寸为2m×1m×1m,壁厚10cm。有人说它的内部空间是\(2 \times 1 \times 1 = 2\)立方米。他错在哪里?正确容积是多少?
一个保温杯,从外面量,底面直径7cm,高18cm。保温层(壁厚)包括0.5cm的不锈钢内胆和1.5cm的真空隔热层。这个保温杯最多能装多少毫升水?(π取3.14)
📚 答案与解析
【答案速查】
- 练习一:关键在“无盖”!高只需要减去一个底部的玻璃厚。内部长=8-2×0.5=7dm,内部宽=4-2×0.5=3dm,内部高=5-0.5=4.5dm。容积=7×3×4.5=94.5立方分米=94.5升。
- 练习二:他直接用外部尺寸计算容积,忘记了壁厚。10cm=0.1m。内部长=2-2×0.1=1.8m,内部宽=1-2×0.1=0.8m,内部高=1-2×0.1=0.8m。正确容积=1.8×0.8×0.8=1.152立方米。
- 练习三:壁厚总和=0.5+1.5=2cm。内部底面半径=(7÷2)-2=1.5cm。内部高=18-2(底部厚)-1.5(杯盖处隔热层?题目未说明顶部,通常认为高需减去底部一个壁厚,顶部密封层不算入装水高度,此处谨慎起见,按只减一个底厚考虑更合理:18-0.5=17.5cm)实际上,严格题意为减去水能接触到部分的壁厚。若整个杯壁(侧壁和底)保温层均匀,则内部高应为18-2×2=14cm?此处有歧义。常见保温杯模型:内部高 ≈ 外部高 - 底部厚 - 顶部螺纹盖厚。题目信息不足,典型陷阱是忽略半径也要减壁厚,以及高应该减多少。假设只考虑水能装到的部分,高减去一个底厚:容积=π×(1.5)²×(17.5)≈3.14×2.25×17.5≈123.6立方厘米≈123.6毫升。
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