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罐头设计师

圆柱和圆锥 · 预习课

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金枪鱼罐头厂
厂长 · 老李

🎉 欢迎来到金枪鱼罐头厂!

我是厂长老李。我们的罐头卖得太好了,现在要设计全新升级版罐头!

你的任务是:算出一罐罐头需要多少铁皮,以及一罐能装多少金枪鱼肉

这俩问题搞定了,你就能帮工厂省下大笔材料费!💪

🥼
放大镜博士:「罐头是圆柱体!它的表面积 = 两个圆底 + 侧面展开的长方形。先看图理解!」
6
半径 r (cm)
12
高度 h (cm)

📐 老李说:「标准罐头底面半径 6 cm,高 12 cm。」

💡 底面积 = π × r² = 3.14 × 6² = ? cm²

💡 侧面积 = 底面周长 × 高 = 2πr × h = ? cm²

💡 总铁皮 = 底面积 × 2 + 侧面积

底面半径 r =cm 高 h =cm

试着拖动滑块改变罐头大小,观察表面积变化!

表面积 ≈ 678.24 cm²

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放大镜博士:「体积就是罐头里面能装多少东西!公式超级简单:圆柱体积 = 底面积 × 高 = πr² × h。底面积是圆,高度方向上有 h 层圆!」
6
半径 r (cm)
12
高度 h (cm)

🥫 老李问:「标准罐头(r=6cm, h=12cm)能装多少?」

💡 体积 = π × r² × h = 3.14 × 36 × 12

r= h=

体积 ≈ 1356.48 cm³

≈ 1.36 升(够装不少金枪鱼了!🐟)

📋 第三关:精算报价

铁皮价格:¥0.02/cm²  |  金枪鱼肉价格:¥0.05/cm³

标准罐头 r=6cm, h=12cm,计算每个罐头的材料成本!

铁皮成本(元)
鱼肉成本(元)
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放大镜博士:「干得漂亮!现在回过头来看原理。你刚才用的就是圆柱体的两大核心公式!」

🔑 圆柱表面积

S = 2πr² + 2πrh

底面积(两个圆)+ 侧面积(长方形:周长×高)

🔑 圆柱体积

V = πr² × h

底面积 × 高 —— 想象叠了 h 层的圆饼!

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厂长 · 老李
终极挑战

「我们有三款候选方案,容积都要 1356 cm³(跟标准罐一样大),但形状不同:」

🥫 矮胖罐
r = 8 cm, h ≈ 6.75 cm
🥫 标准罐
r = 6 cm, h = 12 cm
🥫 细高罐
r = 4.5 cm, h ≈ 21.3 cm

💡 相同容积下,越接近「正方体比例」的圆柱(2r≈h)用材越省!这是数学优化的力量。

🏆

任务完成!

🎉 厂长老李非常满意!你帮他算出了:

圆柱表面积 = 2πr² + 2πrh — 每个罐头用多少铁皮

圆柱体积 = πr²h — 每个罐头能装多少鱼肉

最省材料原理 — 同样容积下,标准比例最划算!

📚 下一步:进入「圆柱和圆锥」正式课,深入学习表面积展开图、圆锥体积和BOSS挑战!