体积(tǐ jī),是指物体所占空间的大小,是描述三维物体(长、宽、高都有)占据空间多少的物理量。
三维属性:必须有长、宽、高(或半径、高),是立体概念,区别于只有长和宽的面积。
空间属性:无论物体是固体、液体还是气体,都占据一定空间,都有体积。
可测量性:可以通过公式计算或工具测量得出具体数值。
固体体积常用单位
立方米(m³):国际标准单位,用于较大物体,如房间、货车车厢、游泳池。
立方分米(dm³):1dm³=1 升(L),用于中等物体,如纸箱、水桶。
立方厘米(cm³):1cm³=1 毫升(mL),用于较小物体,如骰子、橡皮、药丸。
立方毫米(mm³):用于微小物体,如芯片、细沙颗粒。
液体 / 气体常用容积单位
升(L):1L=1dm³=1000mL,用于饮料、食用油、汽油等。
毫升(mL):1mL=1cm³,用于药水、口服液、小瓶饮料等。
常用换算关系
1 立方米(m³)= 1000 立方分米(dm³)= 1000 升(L)
1 立方分米(dm³)= 1000 立方厘米(cm³)= 1 升(L)
1 立方厘米(cm³)= 1000 立方毫米(mm³)= 1 毫升(mL)
常见几何体的体积计算公式
正方体 体积 = 棱长 × 棱长 × 棱长 = 棱长 ³ V = a³(a = 棱长)
长方体 体积 = 长 × 宽 × 高 V = a×b×h(a = 长,b = 宽,h = 高)
圆柱体 体积 = 底面积 × 高 = π× 半径 ²× 高 V = πr²h(r = 半径,h = 高)
圆锥体 体积 = 1/3 × 底面积 × 高 = 1/3πr²h V = 1/3πr²h
球体 体积 = 4/3 × π × 半径 ³ V = 4/3πr³
计算示例
一个棱长为 10cm 的正方体,体积 = 10×10×10 = 1000cm³(1L)
一个长 50cm、宽 40cm、高 30cm 的长方体纸箱,体积 = 50×40×30 = 60000cm³(60L)
一个半径 5cm、高 10cm 的圆柱水杯,体积 ≈ 3.14×5²×10 = 785cm³(785mL)
体积 vs 容积 vs 面积区别
体积 物体所占空间的大小 三维(长 × 宽 × 高) 固体、液体、气体 m³、dm³、cm³
容积 容器内部可容纳的空间大小 三维(内部长 × 宽 × 高) 容器(箱子、瓶子、桶) L、mL、m³
面积 平面或表面所占平面的大小 二维(长 × 宽) 平面、表面(桌面、墙面) m²、dm²、cm²
关键区分
体积是 “物体本身占多大地方”,容积是 “容器能装多少东西”。
比如一个木箱,算它的体积要算外部尺寸,算容积要算内部尺寸(扣除木板厚度)。
面积是 “平面大小”,体积是 “空间大小”,比如一张纸的面积是平面,一叠纸的体积是立体。
体积在生活中的实际应用
购物选择:买行李箱看体积(L),选冰箱看容积(L),买矿泉水看容量(mL)。
装修施工:计算房间体积(m³)选空调功率,计算瓷砖、涂料用量,计算沙子、水泥体积。
物流运输:货车车厢体积(m³)决定装载量,快递计费常结合体积和重量。
烹饪烘焙:量杯、量筒测液体体积(mL),模具体积决定蛋糕大小。
科学实验:用量筒测液体体积,用排水法测不规则固体体积(如石头)。
不规则物体体积的测量方法
对于石头、土豆等不规则固体,无法用公式计算,常用排水法:
准备一个量筒,倒入一定量的水,记录初始体积 V1。
将物体完全浸没在水中,记录此时总体积 V2。
物体体积 = V2 - V1。
示例:量筒初始水体积 200mL,放入土豆后变为 350mL,土豆体积 = 350 - 200 = 150mL(150cm³)。