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球體表面積公式

球體表面積公式是 4 × 半徑 × 半徑 × 3.14,也就是 4 個和球一樣半徑的圓面積加起來。例如半徑 5 公分的球,表面積是 4 × 5 × 5 × 3.14 = 314 平方公分。

球的表面積國小和國中的課綱都沒有列入,屬於延伸內容。國小五年級只認識球心和半徑,要真正證明這個公式需要高中以後的方法。不過公式本身只用到六年級的圓面積,六年級的孩子可以當延伸挑戰。平面圖形的公式在面積公式。

先看重點

  • 球的表面積 = 4 × 半徑 × 半徑 × 3.14。
  • 剛好是 4 個同半徑的圓面積,不是 2 個。
  • 題目給直徑時,要先除以 2 得到半徑。
  • 國小國中都不教,屬於延伸內容。

球的表面積公式

球表面積公式、球面積公式、球體面積公式說的都是同一件事:包住整顆球的那一層有多大。有人會搜尋圓表面積公式,圓是平的只有面積,想找的通常是球;圓的面積請看圓面積公式。

球的表面積4 × 半徑 × 半徑 × 3.144 個同半徑的圓面積。
半球的曲面2 × 半徑 × 半徑 × 3.14整顆球的一半,只算彎的那一面。
實心半球的表面積2 × 半徑 × 半徑 × 3.14 + 半徑 × 半徑 × 3.14彎的那面再加上切開的圓形平面,合起來是 3 個圓面積。

為什麼是 4 個圓:用圓柱包住球

兩千多年前的數學家阿基米德發現一件很漂亮的事:拿一個剛好包住球的圓柱,也就是底面半徑和球一樣、高等於球的直徑,那麼球的表面積剛好等於圓柱的側面積。

圓柱的側面積是直徑 × 3.14 × 高,這裡的高也是直徑,所以是 2 × 半徑 × 3.14 × 2 × 半徑 = 4 × 半徑 × 半徑 × 3.14。為什麼兩個面積會相等,需要高中以後的數學才能說明,國小只要知道這個結果。

也可以動手試:把一顆橘子的皮剝成小片,在紙上畫幾個和橘子一樣半徑的圓,把皮片鋪進去,大約可以鋪滿 4 個圓。這只是估計的活動,不是證明。

半徑 5高 10球的表面積= 圓柱的側面積= 10 × 3.14 × 10= 4 × 5 × 5 × 3.14= 314 平方公分
剛好包住球的圓柱,側面積和球的表面積一樣大

球的表面積例題

下面的例題只用到乘法和圓面積,重點是分清楚半徑和直徑,以及半球要不要加平面。

例 1半徑 5 公分的球,表面積是多少平方公分?

  1. 4 × 5 × 5 × 3.14
  2. = 100 × 3.14
  3. = 314(平方公分)

答:314 平方公分

例 2一顆球的直徑是 20 公分,表面積是多少平方公分?

  1. 半徑是 20 ÷ 2 = 10(公分)
  2. 4 × 10 × 10 × 3.14 = 1256(平方公分)

答:1256 平方公分

例 3把半徑 3 公分的實心木球切成一半,一個半球的表面積是多少?

  1. 彎的那面是球的一半:2 × 3 × 3 × 3.14 = 56.52(平方公分)
  2. 切開的平面是圓:3 × 3 × 3.14 = 28.26(平方公分)
  3. 合起來:56.52 + 28.26 = 84.78(平方公分)

答:84.78 平方公分

球的表面積常見錯誤

球的公式很短,錯誤通常出在少乘一步或和別的公式混在一起。

  • 忘了乘 4,或以為球是兩個圓拼起來只乘 2:半徑 5 公分會錯算成 157,正確是 314。
  • 直徑當半徑用:直徑 10 公分的球如果直接代 10,會算出 1256,是正確答案 314 的 4 倍。
  • 和體積公式搞混:球的體積是 4 ÷ 3 × 3.14 × 半徑 × 半徑 × 半徑,單位是立方公分,請看球體體積公式。
  • 半球忘了加切開的那個圓,或是碗這種沒有平面的也加了進去。

球表面積要用的圓面積:試做 5 題

網站沒有球表面積的關卡,因為它不在國小課綱。球的表面積就是 4 個圓面積,用六年級「圓周長和圓面積」把圓面積算熟就夠了;五年級「柱體和錐體」可以複習立體形體的構造。

準備好就開始,一共 5 題。

常見問題

球的表面積公式是什麼?

球的表面積 = 4 × 半徑 × 半徑 × 3.14,等於 4 個同半徑的圓面積。半徑 5 公分的球,表面積是 314 平方公分。

球的表面積幾年級學?

國小和國中的課綱都沒有球的表面積,屬於延伸內容。國小五年級只認識球心和半徑。

3.14 是準確的嗎?

3.14 是圓周率的近似值,真正的圓周率大約是 3.14159,小數寫不完。國小的題目統一用 3.14,答案才會一致。

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