听说,灌水区大佬挺多(关于科学)
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  • 发布时间2023/11/10 20:38
  • 上次更新2023/11/10 21:44:25
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听说,灌水区大佬挺多(关于科学)
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ForeverWelkin楼主2023/11/10 20:38

本人初一,在参加科学培优,考试中有这样一道题:

如图所示,某一实验室内有一宽度为 dd 的跑到,假设有一连串玩具车沿着同一直线以相同的速度 vv 鱼贯驶过,玩具车的宽度为 bb,前后两车之间的间距为 aa。某机器人用最小的速度沿一直线匀速安全穿过此跑道,则机器人穿越跑道的时间为()。

答案是 d(a2+b2)abv\dfrac{d(a^2+b^2)}{abv}。以下是我们老师的讲解过程:

要让机器人的速度最小,那么显然让机器人沿 B→A′B \to A' 运动,其中机器人在 BB 点时在前一车右下角,而到达 A′A' 点时刚好在运动过来的后车左上角相遇。

经过一些过程(老师说要用到一些高中的知识,所以略过了证明),可以得出 A′B⊥BAA'B \perp BA。

接着可以得出 AB=a2+b2AB=\sqrt{a^2+b^2}。

设机器人运动速度为 v′v',经过时间 tt 到达 A′A',那么有 vtv′t=a2+b2b\dfrac{vt}{v't}=\dfrac{\sqrt{a^2+b^2}}{b},得出 v′=bva2+b2v'=\dfrac{bv}{\sqrt{a^2+b^2}}。(Rt△ACB∼Rt△ABA′Rt\triangle{ACB} \thicksim Rt\triangle{ABA'})

同样通过相似三角形(Rt△FED∼Rt△BCARt\triangle{FED} \thicksim Rt\triangle{BCA}),得出 FDd=BACA=a2+b2a\dfrac{FD}{d}=\dfrac{BA}{CA}=\dfrac{\sqrt{a^2+b^2}}{a}

由此得出 FD=da2+b2aFD=\dfrac{d\sqrt{a^2+b^2}}{a}

然后求出总时间 T=FDv′=da2+b2abva2+b2=d(a2+b2)abvT=\dfrac{FD}{v'}=\dfrac{\dfrac{d\sqrt{a^2+b^2}}{a}}{\cfrac{bv}{\sqrt{a^2+b^2}}}=\dfrac{d(a^2+b^2)}{abv}

本蒟蒻想了解老师省略的证明过程(即 A′B⊥BAA'B \perp BA),无奈自己太蒻了,所以发此贴询问。

谢谢!

2023/11/10 20:38
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