【分析】
首先,对每个物体的小正方体数量采用分层计数法,按从下到上的顺序逐层计数后相加;计算补成大长方体或大正方体所需的最少数量时,需先确定能容纳该物体的最小长方体(或正方体)的长、宽、高,利用长方体体积公式(长×宽×高)或正方体体积公式(棱长×棱长×棱长)算出总个数,再减去已有小正方体的数量,即可得到还需要的个数。
【解析】
(1) 计算各物体的小正方体数量:
①号物体:共2层,每层4个,总数为 $4 + 4 = 8$(个);
②号物体:是棱长为3的正方体,总数为 $3×3×3 = 27$(个);
③号物体:分层计数,最底层5个,第二层3个,第三层2个,总数为 $5 + 3 + 2 = 10$(个);
④号物体:分层计数,最底层6个,第二层4个,第三层1个,总数为 $6 + 4 + 1 = 11$(个);
(2) 计算补全所需的小正方体数量:
③号物体:要搭成最小的大长方体,其长、宽、高分别为4、3、4,总个数为 $4×3×4 = 48$(个),还需要 $48 - 10 = 38$(个);
④号物体:要搭成最小的大正方体,其棱长为3,总个数为 $3×3×3 = 27$(个),还需要 $27 - 11 = 16$(个);
【答案】
(1) ①号物体用了8个小正方体,②号物体用了27个小正方体,③号物体用了10个小正方体,④号物体用了11个小正方体;
(2) ③号物体至少还需要38个小正方体,④号物体至少还需要16个小正方体。
【知识点】
组合体计数、长方体体积计算、正方体体积计算
【点评】
本题通过组合体计数与补全问题,考察学生的空间想象能力和几何公式的应用能力,分层计数是准确数出小正方体的关键,补全时需确定最小长方体/正方体的尺寸,体现了几何知识的实际应用。
【难度系数】
0.5