Câu hỏi:

04/02/2026 7 Lưu

Thả một quả cầu đặc có bán kính 3 \(\left( {{\rm{cm}}} \right)\) vào một vật hình nón (có đáy nón không kín) (như hình vẽ bên dưới). Cho biết khoảng cách từ tâm quả cầu đến đỉnh nón là 5 \(\left( {{\rm{cm}}} \right)\). Tính thể tích (theo đơn vị cm3) phần không gian kín giới hạn bởi bề mặt quả cầu và bề mặt trong của vật hình nón.

Thả một quả cầu đặc có bán k (ảnh 1)

Quảng cáo

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

Xét hình nón và quả cầu như hình vẽ bên dưới.

Thả một quả cầu đặc có bán k (ảnh 2)

\(OI = \frac{{I{K^2}}}{{SI}} = \frac{{{3^2}}}{5} = \frac{9}{5}\,\,\,\left( {{\rm{cm}}} \right).\)

Thể tích chỏm cầu tâm I có bán kính OK là: \({V_2} = \pi .{\left( {IK - OI} \right)^2}.\left( {IK - \frac{{IK - OI}}{3}} \right) = \pi .{\left( {3 - \frac{9}{5}} \right)^2}.\left( {3 - \frac{{3 - {\textstyle{9 \over 5}}}}{3}} \right) = \frac{{468\pi }}{{125}}\,\,\,\left( {{\rm{c}}{{\rm{m}}^3}} \right).\)

Thể tích hình nón có đỉnh S, đáy hình tròn tâm O, bán kính đáy OK là:

\({V_1} = \frac{1}{3}.SO.{S_{(O;OK)}}\)\(\frac{1}{3}.\frac{{16}}{5}.\pi {\left( {\frac{{12}}{5}} \right)^2} = \frac{{768\pi }}{{125}}{\rm{ }}\left( {{\rm{c}}{{\rm{m}}^3}} \right).\)

Thể tích phần không gian kín giới hạn bởi bề mặt quả cầu và bề mặt trong của vật hình nón là: \({V_1} - {V_2} = \frac{{768\pi }}{{125}} - \frac{{468\pi }}{{125}} = \frac{{12\pi }}{5}\,\,\,\left( {{\rm{c}}{{\rm{m}}^3}} \right).\)

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Lời giải

Một hộp đựng bóng tennis có dạng hình trụ. Biết rằng hộp chứa vừa khít ba quả bóng tennis được xếp theo chiều dọc, các quả bóng tennis có kích thước như nhau. (ảnh 2)

Đặt \(h,\,\,R\) lần lượt là đường cao và bán kính hình tròn đáy của hộp đựng bóng tennis.

Dễ thấy mỗi quả bóng tennis có cùng bán kính \(R\) với hình tròn đáy của hộp đựng bóng tennis và \(h = 6R\).

Do đó ta có:

Tổng thể tích của ba quả bóng là \({V_1} = 3.\frac{4}{3}\pi {R^3} = 4\pi {R^3}\);

Thể tích của hình trụ (hộp đựng bóng) là \({V_0} = \pi {R^2}h = 6\pi {R^3}\);

Thể tích phần còn trống của hộp đựng bóng là \({V_2} = {V_0} - {V_1} = 2\pi {R^3}\).

Khi đó tỉ lệ phần không gian còn trống so với hộp đựng bóng là \(\frac{{{V_2}}}{{{V_0}}} = \frac{1}{3} \approx 0,33\).

Suy ra \(a \approx 33\).

Lời giải

Thể tích hình nón là \[{V_1} = \frac{1}{3}\pi .{R^2}.2R = \frac{2}{3}\pi .{R^3}\]

Thể tích nửa hình cầu là \({V_2} = \frac{1}{2}.\frac{4}{3}\pi .{R^3} = \frac{2}{3}\pi .{R^3}\)

Thể tích của toàn bộ khối đồ vật là:

\({V_1} + {V_2} = 36\pi \)

\(\begin{array}{l}\frac{4}{3}\pi .{R^3} = 36\pi \\ \Rightarrow R = 3\end{array}\)

Diện tích xung quanh của mặt nón là \({S_1} = \pi R.\sqrt {4{R^2} + {R^2}}  = \pi {R^2}\sqrt 5  = 9\sqrt 5 \pi \)

Diện tích của nửa mặt cầu là \({S_2} = \frac{1}{2}.4\pi {R^2} = 18\pi \)

Diện tích bề mặt của toàn bộ đồ vật bằng \({S_1} + {S_2} = 9\pi \left( {\sqrt 5  + 2} \right){\rm{ }}c{m^2}\).