Giáo án Hình học 12 - Tiết 14 §2 Mặt cầu (tiết 1)

Ngày soạn : 21/10/2008
Ngày giảng:
Tiết 14 : § 2 MẶT CẦU (tiết 1)
PHẦN CHUẨN BỊ
Mục tiêu bài dạy.
Kiến thức, Kĩ năng, tư duy.
* Kiến thức : HS nắm được định nghĩa mặt cầu, khối cầu và các thuật ngữ liên quan, phân biệt được các khái niệm mặt cầu, khối cầu.
* Kĩ năng : Biết xác định tâm và bán kính của mặt cầu. Biết cách biểu diễn một mặt cầu.
* Tư duy : Biết quy lạ về quen, liên hệ được kiến thức của bài vào trong thực tế cuộc sống. Rèn luyện tư duy lôgíc và trí tưởng tượng phong phú.
2. Giáo dục tư tưởng tình cảm.
	Giáo dục cho HS ý thức học tập nghiêm túc, biết giải quyết một vấn đề bằng nhiều phương pháp, đồng thời nêu cao tinh thần tự giác học tập và tinh thần hợp tác theo nhóm.
Phần chuẩn bị.
Thầy: - Tài liệu: SGK, SGV, SBT, STK.
 - Đồ dùng: Thước kẻ, compa, phấn màu, phiếu học tập.
 - Phương tiện : Máy chiếu projector, overhead.
2. Trò : - Kiến thức chuẩn bị: Các khái niệm về đường tron và mặt tròn xoay.
 - Tài liệu : SGK, SBT, Vở ghi.
 - Đồ dùng : Bút, thước, compa.
III. Phương pháp dạy học.
Sử dụng các phương pháp thuyết trình, gợi mở vấn đáp nêu vấn đề, hoạt động học tập theo nhóm. Trong đó phương pháp đàm thoại, nêu và giải quyết vấn đề làm phương pháp chính.
IV. Tiến trình và các hoạt động.
* Hoạt động 1: Một số hình ảnh về mặt cầu và khối cầu trong thực tế.
* Hoạt động 2: Định nghĩa mặt cầu.
* Hoạt động 3: Các khái niệm diểm trong và điểm ngoài mặt cầu. Khối cầu.
* Hoạt động 4 : Cách biểu diễn mặt cầu.
* Hoạt động 5 : Đườngkinh tuyến và vĩ tuyến của mặt cầu.
* Hoạt động 6 : Củng cố toàn bài.
B. PHẦN THỂ HIỆN TRÊN LỚP.
Kiểm tra bài cũ. (Phát vấn trực tiếp) (5’)
Câu hỏi : Hãy định nghĩa lại đường tròn trong mp’ là gì ?
Đáp án: Cách 1. Đường tròn là tập hợp tất cả các điểm M trong mặt phẳng cách đều một điểm O cố định cho trước. Ta có đường tròn tâm O bán kính OM.
 Cách 2: Trong mặt phẳng cho đoạn thẳng AB không đổi, Quỹ tích những điểm M nhìn đoạn thẳng AB dưới một góc 900 là đường tròn tâm I bán kính AB/2. Trong đó I là trung điểm của AB.
Dạy bài mới.
* Hoạt động 1: Một số hình ảnh của mặt cầu trong thực tế. (4’)
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Ghi bảng-trình chiếu
- Chiếu một số hình ảnh mặt cầu trong thực tế.
- Yêu cầu HS quan sát mô hình và hình vẽ về mặt cầu sau đó trả lời các câu hỏi.
- Quan sát và tri giác qua đó thấy được hình ảnh của mặt cầu.
- Quan sát các mô hinh và hình vẽ 
- Nghiên cứu và thảo luận trả lời các câu hỏi GV yêu cầu.
- Chiếu slide 1: những hình ảnh trong hệ mặt trời, qủa bóng đá
* Hoạt động 2: Định nghĩa mặt cầu	 (8’)	
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Ghi bảng-trình chiếu
Câu hỏi 1: Từ các hình ảnh về mặt cầu đã nêu và qua trao đổi thảo luận và nghiên cứu, hãy định nghĩa mặt cầu là gì ?
- Yêu cầu học sinh nhận xét và bổ sung câu trả lời.
- Nhận xét và bổ sung định nghĩa một cách chính xác.
Câu hỏi 2: So sánh định nghĩa mặt cầu với định nghĩa đường tròn ?
- Chốt lại vấn đề và khắc sâu kiến thức bằng câu hỏi sau.
Câu hỏi 3: Quả bóng bầu dục trong thực tế có phải là hình cầu hay không ? Vì sao ?
- Nêu một số khái niệm dây cung, đường kính.
Câu hỏi 4 : Một mặt cầu xác định khi nào ?
- Chốt lại các vấn đề cơ bản của mục 1.
- Nêu định nghĩa theo cách hiểu của mình.
- Nhận xét và bổ sung định nghĩa.
- Nắm được định nghĩa mặt cầu.
- Nêu các điểm tương đồng trong hai định nghĩa ( cách thức giống nhau, nhưng một ở trong phẳng, một trong không gian).
- Khẳng định quả bóng bầu dục không phải là hình cầu do khoảng cách từ các điểm bất kì tới tâm của nó không bằng nhau.
- Mặt cầu chỉ xác định khi biết tâm và bán kính hoặc biết đường kính.
I. Mặt cầu và các khái niệm liên quan.
 1. Mặt cầu.
* Định nghĩa: Tập hợp những điểm M trong không gian cách điểm O một khoảng không đổi bằng r (r > 0) gọi là mặt cầu tâm O bán kính r.
KH : S(O;r) hay (S).
Từ định nghĩa ta có thể viết:
S(O;r) = {M\ OM = r }.
- Nếu thì đoạn thẳng CD gọi là một dây cung.
- Dây cung AB đi qua tâm O của mặt cầu được gọi là đường kinh của mặt cầu, khi đó AB = 2r.
* Hoạt động 3: Điểm trong và điểm ngoài của mặt cầu. (8’) 
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Ghi bảng-trình chiếu
- Phát phiếu học tập số 1, yêu cầu học sinh nghiên cứu và trả lời vào phiếu trong 3 phút.
- Giáo viên yêu cầu 2 học sinh bất kì trình bày câu trả lời các câu hỏi.
- Gọi các học sinh trong lớp nhận xét, tranh luận và và bổ sung.
- Nhận xét, đánh giá và đưa ra kết luận chính xác cho câu trả lời.
- Nhận phiếu và nghiên cứu thảo luận tại chỗ và đưa ra kết quả.
- Hai học sinh trình bày câu trả lời.
- Các học sinh nghe, nhận xét, đánh giá và trả lời bổ sung.
- Nắm được chính xác các khái niệm điểm trong, điểm ngoài va khái niệm khối cầu.
2. Điểm nằm trong và điểm nằm ngoài mặt cầu. Khối cầu.
Cho mặt cầu S(O;r) và một điểm A bất kì.
- Nếu OA = r => A nằm trên mặt cầu S(O;r).
- Nếu OA A nằm trong mặt cầu S(O;r).
- Nếu OA > r => A nằm ngoài mặt cầu S(O;r).
* Định nghĩa khối cầu:(SGK)
* Hoạt động 4: Cách biểu diễn mặt cầu. (5’)
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Ghi bảng-trình chiếu
- Trình bày slide 4: Hình biểu diễn của mặt cầu.
Câu hỏi 5: Để biểu diễn mặt cầu ta làm như thế nào ?
- Gọi học sinh nhận xét câu trả lời.
- Chính xác hoá câu trả lời của học sinh về cách biểu diễn của mặt cầu.
- Quan sát hình biểu diễ của mặt cầu.
- Nêu cách biểu diễn của mặt cầu theo cách hiểu.
- Nắm được chính xác cách biểu diễn của mặt cầu.
3. Biểu diễn mặt cầu.
(Slide 4)
*Hoạt động 5: Đường kinh tuyến và vĩ tuyến của mặt cầu. (5’)
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Ghi bảng-trình chiếu
- ĐVĐ: Nếu dùng nửa đường tròn quay quanh trục chứa đường kính của nửa đường tròn đó ta được hình gì?
- Nêu các khái niệm kinh tuyến và vĩ tuyến, cực của mặt cầu.
- Trình bày trong thực tế kinh tuyến và vĩ tuyến của trái đất qua slide 6.
- Nghiên cứu hình vẽ trên slide 5 và trả lời câu hỏi.
- Nắm được các khái niệm kinh tuyến và vĩ tuyến của mặt cầu.
- Biết được các khái niệm kinh tuyến, vĩ tuyến, cực của trái đất.
4. Kinh tuyến và vĩ tuyến của mặt cầu.
- Giao của mặt cầu với với các nửa mp’có bờ là trục của mặt cầu được gọi là kinh tuyến của mặt cầu.
- Giao tuyến (Nếu có) của mặt cầu với các mp’ vuông góc với trục của mặt cầu được gọi là vĩ tuyến của mặt cầu. Hai giao điểm của trục với mặt cầu gọi là hai cực. 
* Hoạt động 6: Củng cố toàn bài. (7’)
- HĐTP1: Trả lời hoạt động 1- SGK.
- HĐTP2 : Trả lời các câu hỏi củng cố. (Slide 7- Phiếu học tập số 2,3).
 Đáp án: a,c,d
III. Hướng dẫn học bài và làm bài tập. (3’)
* Hướng dẫn học bài :
- Nắm vững các khái niệm mặt cầu, tâm, bán kinh, đường kính của mặt cầu.
- Cách biểu diễn mặt cầu.
- Các khái niệm kinh tuyến, vĩ tuyến, cực của mặt cầu, liên hệ với thực tế.
- Nghiên cứu trước các nội dung của phần tiếp theo.
* Hướng dẫn làm bài tập.
- BTVN : Giáo viên phát phiếu học tập số 4 yêu cầu HS về nhà hoàn thiện.
Phiếu học tập số 1
Cho mặt cầu S(O;r) và một điểm A bất kì. Vị trí của A so với mặt cầu đã cho thay đổi ntn ?
- Nếu OA = r => ?
- Nếu OA ?
- Nếu OA > r => ? 
Phiếu học tập số 2
Định nghĩa mặt cầu và các tính chất của nó ?
Cho mặt cầu S(O;r). Các mệnh đề sau đây đúng hay sai ?
Nếu thì OA = r.
Nếu OA = r thì 
Nếu và AB = 2r thì AB là đường kính của S(O;r).
Nếu AB = 2r, thì AB là đường kính
Phiếu học tập số 3
 Cho 3 điểm A, B, C cùng thuộc một mặt cầu và cho biết . Trong các khẳng định sau khẳng định nào đúng ?
Đường tròn qua 3 điểm A,B,C nằm trên mặt cầu.
AB là một đường kính của mặt cầu.
AB không phải là đường kính của mặt cầu.
AB là đường kính của đường tròn giao tuyến tạo bởi mặt cầu và mặt phẳng (ABC)
* Đáp án : a, d - đúng. B,c - sai
Phiếu học tập số 4
Điều kiện cần và đủ để mp’ (P) tiếp xúc với mặt cầu S(O;r) tại H là gì?
Nêu các vị trí tương đối của mặt cầu và mặt phẳng ?
Các mệnh đề sau đây đúng hay sai ?
Có một mặt cầu đi qua các đỉnh của một hình tứ diện bất kì.
Có một mặt cầu đi qua các đỉnh của một hình lăng trụ có đáy là một tứ giác lồi.
Có một mặt cầu đi qua các đỉnh của một hình hộp chữ nhật.
Có một mặt cầu đi qua các đỉnh của một hình chóp đều.