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球體體積公式

球的體積 = 4 ÷ 3 × 3.14 × 半徑 × 半徑 × 半徑。球體積公式、圓球體積公式、球形體積公式說的都是同一個公式,只要知道半徑就能算。

要先說清楚:球的體積不是國小的課程。國小五年級認識球,知道球有球心和半徑;國中也沒有列入必學;108 課綱把球的體積放在高中選修數學甲,學積分時才會推導。這頁給想多學一點的孩子和家長參考,國小考試不會出。

先看重點

  • 球的體積 = 4 ÷ 3 × 3.14 × 半徑 × 半徑 × 半徑,圓周率用 3.14 是近似值。
  • 題目給直徑,先除以 2 變成半徑。
  • 半徑變成 2 倍,體積會變成 2 × 2 × 2 = 8 倍。
  • 國小只認識球,公式要到高中選修數學甲才推導,屬於延伸內容。

球的球心和半徑

球上的每一點到球心的距離都一樣長,這個距離就是半徑。不管從哪個方向把球從中間切開,切面都是圓,這是國小五年級會認識的內容。其他立體的體積公式可以在體積公式對照。

半徑球心切開的切面都是圓
球的體積 = 4 ÷ 3 × 3.14 × 半徑 × 半徑 × 半徑

球體體積公式

公式裡的 4 ÷ 3 是一個固定的數,算的時候可以先把半徑乘三次、再乘 3.14,最後乘 4 再除以 3,這樣比較不會出現除不盡的小數。高中以後會把公式寫成三分之四乘以 π 乘以半徑的三次方,意思完全一樣。

球的體積4 ÷ 3 × 3.14 × 半徑 × 半徑 × 半徑半徑的單位是公分,體積的單位就是立方公分。
給直徑時先算半徑 = 直徑 ÷ 2直接拿直徑去乘三次,答案會變成 8 倍,是最常見的錯。
半球2 ÷ 3 × 3.14 × 半徑 × 半徑 × 半徑就是整顆球的一半。

球體體積例題

下面的例題用 3.14 計算,半徑都選 3 的倍數,除以 3 的時候剛好除得盡。這些題目是延伸練習,國小考試不會出。

例 1一顆球的半徑是 6 公分,體積是多少?

  1. 半徑乘三次:6 × 6 × 6 = 216
  2. 216 × 3.14 = 678.24
  3. 678.24 × 4 ÷ 3 = 904.32

答:904.32 立方公分

例 2一顆球的直徑是 18 公分,體積是多少?

  1. 半徑 = 18 ÷ 2 = 9 公分
  2. 9 × 9 × 9 = 729
  3. 729 × 3.14 = 2289.06
  4. 2289.06 × 4 ÷ 3 = 3052.08

答:3052.08 立方公分

例 3一個半球形的碗,裡面的半徑是 6 公分,最多可以裝多少毫升的水?

  1. 半球是整顆球的一半
  2. 半徑 6 公分的球是 904.32 立方公分
  3. 904.32 ÷ 2 = 452.16 立方公分,1 立方公分 = 1 毫升

答:452.16 毫升

例 4半徑 3 公分的球,體積是 113.04 立方公分。半徑變成 6 公分,體積是幾倍?

  1. 半徑變成 2 倍,體積要乘 2 × 2 × 2 = 8 倍
  2. 113.04 × 8 = 904.32,和第一題的答案一樣

答:8 倍

圓錐、球、圓柱的體積比是 1 比 2 比 3

古希臘的阿基米德發現了一個很漂亮的關係:把一顆球剛好放進一個圓柱裡,圓柱的底面半徑和球一樣,高是球的直徑,那麼球的體積是這個圓柱的三分之二。再拿一個同底同高的圓錐來比,圓錐是圓柱的三分之一,所以圓錐、球、圓柱的體積比是 1 比 2 比 3。

下面用半徑 6 公分、高 12 公分來驗算。圓柱的算法在圓柱體積公式,圓錐的算法在圓錐體積公式。

立體算式體積比
圓錐6 × 6 × 3.14 × 12 ÷ 3452.16 立方公分1
球4 ÷ 3 × 3.14 × 6 × 6 × 6904.32 立方公分2
圓柱6 × 6 × 3.14 × 121356.48 立方公分3

三個立體的半徑都是 6 公分,圓柱和圓錐的高都是 12 公分,也就是球的直徑。

球的體積在幾年級學

國小五年級認識球、圓柱、圓錐這些立體,知道球有球心和半徑,但不算體積。六年級算柱體的體積,限三角柱、四角柱和圓柱。國中的立體主要算角柱的體積和錐體的表面積,球的體積沒有列入必學。

108 課綱把球的體積放在高中選修數學甲的積分應用,那時候才會用切片的方法證明 4 ÷ 3 × 圓周率 × 半徑三次方這個公式。國小階段能說出公式、會代入半徑計算,已經是很好的延伸。球的表面積也是國小不教的內容,可以看球體表面積公式。

先把圓柱練熟:馬上試做 5 題

網站沒有球體積的關卡,因為國小不考。算球的體積要用到半徑 × 半徑 × 3.14,和六年級的圓柱體積是同一種計算,可以先用圓柱的關卡練熟;五年級的關卡練認識球、柱體和錐體。不用登入,做完會告訴你答對幾題。

準備好就開始,一共 5 題。

常見問題

球的體積公式是什麼?

球的體積 = 4 ÷ 3 × 3.14 × 半徑 × 半徑 × 半徑。例如半徑 6 公分的球,體積是 904.32 立方公分。

球的體積是國小教的嗎?

不是。國小五年級只認識球的球心和半徑,國中也沒有列入必學,108 課綱把球的體積放在高中選修數學甲的積分。

為什麼球的體積公式有 4 ÷ 3?

嚴格的推導要用高中的積分。可以先記住阿基米德的發現:球剛好放進圓柱裡時,球是圓柱體積的三分之二,圓柱體積是 2 × 圓周率 × 半徑三次方,乘以三分之二就是 4 ÷ 3 × 圓周率 × 半徑三次方。

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