某中学举办一次别开生面的“物理体育比赛”,运动员在竞赛之后要说明自己运用了哪些物理知识.比赛中有如下项目:从A点起跑,到XY线上抱起一个实心球,然后跑向B点,要求跑过

发布时间:2020-08-07 00:04:30

某中学举办一次别开生面的“物理体育比赛”,运动员在竞赛之后要说明自己运用了哪些物理知识.比赛中有如下项目:从A点起跑,到XY线上抱起一个实心球,然后跑向B点,要求跑过的距离最短(如图所示).某同学在开始前先从终点B径直走向XY线,越过XY线到达某点C后又转头一直走向A,当再次经过XY线时在地面做了个标记D.比赛时他从A跑到D,抱起球后跑到B.别人问他这样做的道理,他只是笑着说受到了光学知识的启发.请你说明C点的准确位置,指出使他受到启发的光学规律,并证明他跑的路程最短.

网友回答

解:如图,C点是B点以XY线为轴的轴对称点,使这位同学受到启发是平面镜成像特点.因为BC⊥XY.BE=CE.Rt△BDE≌Rt△CDE,所以DB=DC.学生跑过的路程为AD+DB,与AD+DC相等.C点是B的像点,B射出的光线BD经平面镜反射后,反向延长线一定过C点,所以ADC在同一直线上,根据两点之间线段最短,所以AC最短,所以AD+DB为最短路程.

解析分析:根据平面镜成像时,物像关于平面镜对称,做出B点的像C,平面镜成的虚像是反射光线的反向延长线会聚形成的,B点射出的光线经平面镜反射后到A点,入射点是D,说明ADC在同一直线上,根据两点之间线段最短.

点评:此题还可以做出A点的像A',连接AA',找到D点,连接AD和DB,同理AD+DB也为最短路程.
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