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数学 5年级 中等

长方体与正方体专题复习

从生活实物出发,系统复习长方体与正方体的特征、表面积与体积计算,结合图形与例题,帮助五年级学生构建空间观念,灵活解决实际问题。

长方体 正方体 表面积 体积 容积 棱长总和 展开图

📦 生活中藏着它们

同学们,看看你的身边——书本、铅笔盒、牛奶盒、魔方、骰子……它们都是长方体或正方体。长方体有长、宽、高三个不同的方向,而正方体就像三胞胎,长宽高完全一样。今天我们就来做一次“立体图形侦探”,把这些图形的秘密全部挖出来!

🔍 特征大对比

长方体

  • :6 个面,都是长方形(特殊情况两个相对的面是正方形),相对的面完全相同。
  • :12 条棱,分为 3 组(长、宽、高),每组 4 条棱长度相等。
  • 顶点:8 个顶点。

正方体

  • :6 个面,都是正方形,全部相同。
  • :12 条棱,全部相等。
  • 顶点:8 个顶点。

关系:正方体是特殊的长方体(长 = 宽 = 高)。

图1:长方体立体图(标注顶点和长宽高)——看,红色是长边的方向,绿色是宽,蓝色是高。
ABCDEFGH长 a宽 b高 h一组棱:4条长、4条宽、4条高
图2:正方体立体图(所有棱等长)——看,每条棱都是同样长的“小棍子”。
ABCDEFGH棱长 a12条棱全部相等

📐 表面积 —— 穿上“包装纸”

表面积就是长方体或正方体所有表面的面积之和。想象一下,给长方体礼物盒包上彩纸,需要多少纸?就是求它的表面积。

我们不需要死记公式,记住一个秘诀:“先找三对面,再加起来”

长方体表面积展开图

图3:长方体展开图(“141”型)——6个面按一定规律摊开,上面和下面、左面和右面、前面和后面分别相等。
上面下面前面右面后面左面高 h宽 b长 a长 a

长方体表面积公式 = (长×宽 + 长×高 + 宽×高) × 2。
因为相对的面面积相等,所以先算“上+前+右”三个不同面,再乘以2。

正方体表面积

正方体6个面完全相同,每个面是正方形,面积 = 棱长 × 棱长。
表面积公式 = 棱长 × 棱长 × 6

📦 体积 —— 能装多少东西?

体积就是物体所占空间的大小。用体积单位(立方厘米、立方分米、立方米)来度量。

回忆:1立方厘米 = 边长为1厘米的正方体。想象一个小手指头那么大。

长方体体积公式

用1立方厘米的小正方体摆成长方体,体积 = 长 × 宽 × 高(单位要统一)。
比如:长5cm、宽3cm、高2cm的长方体,可以摆成5×3×2 = 30个小正方体,体积30立方厘米。

正方体体积公式

体积 = 棱长 × 棱长 × 棱长,即 $V = a^3$。

⚡ 棱长总和

长方体有4条长、4条宽、4条高,所以棱长总和 = 4×(长+宽+高)。
正方体棱长总和 = 12×棱长。


📝 典型例题

例1(基础):一个长方体牙膏盒,长20cm,宽5cm,高4cm。做这样一个牙膏盒至少需要多少平方厘米的纸板?它的体积是多少?

思路:求纸板就是求表面积;体积直接套公式。注意单位一致性。


表面积 = (20×5 + 20×4 + 5×4)×2 = (100 + 80 + 20)×2 = 200×2 = 400(平方厘米)
体积 = 20×5×4 = 400(立方厘米)
易错:不要忘记乘2!还有后面要带单位。

例2(进阶):一个正方体玻璃鱼缸,棱长6分米。做这个鱼缸需要多少平方分米玻璃(鱼缸无盖)?最多能装多少升水?

思路:无盖就是少一个面,表面积只需算5个面。容积就是体积,注意1立方分米=1升。


一个面的面积 = 6×6 = 36(平方分米)
玻璃面积 = 36×5 = 180(平方分米)
容积(体积)= 6×6×6 = 216(立方分米)= 216升
易错:无盖只算5个面,很多同学会算成6个面。

例3(综合):一个长方体沙坑,长8m,宽2.5m,深0.6m。用一辆卡车运沙,每车装4立方米沙子,至少要运几车才能填满?

思路:先求沙坑体积(长方体体积),再用总沙量除以每车体积,注意要用进一法取整。


体积 = 8×2.5×0.6 = 12(立方米)
需要车数 = 12÷4 = 3(车)
注意:如果结果是小数(比如12.5÷4=3.125),要运4车,因为剩下的少量也需一趟。

🚫 常见误区

  • 单位没统一:计算时所有长度单位要一致(如都是cm或m)。
  • 表面积忘记乘2:只算了三个面就结束了。
  • 求无盖物体用了6个面:一定要注意题目有没有“无盖”、“无底”等条件。
  • 体积与容积混淆:容积是从里面量,体积是从外面量。题目说“能装多少水”是容积,但计算方法和体积一样(忽略厚度)。

💡 学习建议

  • 动手摆一摆:用积木或小正方体学具拼搭长方体、正方体,数一数面、棱、顶点。
  • 画图分析:遇到题目先画草图,标出长宽高,避免看花眼。
  • 牢记三个公式:表面积(6个面×2组)、体积(长×宽×高)、棱长总和(4条长+4条宽+4条高)。
  • 口算小窍门:计算表面积时,先算“上+前+右”的和再乘2,避免漏项。

🔗 知识链接

  • 前面:三年级学过长方形正方形周长与面积,这是长方体的基础。
  • 后面:六年级将学习圆柱、圆锥体积与表面积,但本质都是立体图形度量。
  • 跨学科:用长方体体积估一估教室的空间,用表面积算一算墙纸用量。

✏️ 自测题

  1. 一个长方体的长、宽、高分别是7cm、4cm、3cm,它的表面积是多少?体积是多少?
  2. 一个正方体魔方,棱长5厘米,求它的表面积和体积。
  3. 一个长方体蓄水池,长10米,宽5米,深2米。如果在四壁和底面贴上瓷砖,贴瓷砖的面积是多少平方米?如果每立方米水重1吨,这一池水重多少吨?

答案
1. 表面积 = (7×4+7×3+4×3)×2 = (28+21+12)×2 = 61×2=122 cm²;体积=7×4×3=84 cm³。
2. 表面积=5×5×6=150 cm²;体积=5×5×5=125 cm³。
3. 底面面积=10×5=50 m²;前后面积=10×2×2=40 m²;左右面积=5×2×2=20 m²;总面积=50+40+20=110 m²。水重=体积×1=10×5×2=100吨。