不知道你们初二学到三角函数了没有. 如果学到了,常用的解法是先量出影子的长度,在量出影子尖到树尖的连线与地面的夹角(要这里的连线就是镜子反光到树尖光).用已知的90°和这个夹角及 …
初二数学:利用镜子、影子和相似三角形测量高度
在初中二年级的数学学习中,相似三角形是一个重要的几何概念。利用其原理解决实际问题,例如测量旗杆、大树等不可直接测量的物体高度,是一项既经典又有趣的实践活动。其中,最常用的两种方法是“影子法”和“镜子法”,它们都巧妙地构建了相似三角形模型。
方法一:影子法(立杆见影)
此方法需在晴朗天气下进行。首先,竖直放置一根已知长度的标杆(如1米长的木杆),测量其影子的长度。同时,测量出待测旗杆(或树)影子的长度。由于太阳光线是平行的,物体、其影子与光线构成了两个相似直角三角形。根据“对应边成比例”的原理,可得公式:旗杆高度 / 旗杆影长 = 标杆高度 / 标杆影长。只需将三个已知量代入,即可轻松解出旗杆的未知高度。这种方法操作简便,是户外测量的首选。
方法二:镜子法(反射原理)
当没有明显影子时(如阴天),镜子法便派上用场。在地面水平放置一面镜子,测量者缓慢后退,直到能在镜子中刚好看到旗杆顶端。此时,测量两个关键距离:镜子到旗杆底部的距离,以及镜子到测量者站立点的距离。同时,记录测量者眼睛到地面的高度。根据光的反射定律,入射角等于反射角,可以证明此时形成的两个三角形相似。因此,旗杆高度 / 镜子到旗杆距离 = 人眼高度 / 镜子到人距离。同样,代入已知数据即可计算出旗杆高度。这个方法对光线条件要求较低,更考验操作的精确性。
综上所述,无论是利用光影的“影子法”,还是借助光反射的“镜子法”,其核心都是通过构造和识别相似三角形,将难以直接测量的高度问题转化为可测量的地面距离的比例计算。这些方法不仅巩固了相似三角形的知识,更体现了数学源于生活、服务于生活的实用价值。
