Question

如圖，水平面上放置一圓錐，在圓錐頂端斜靠著一根木棒（木棒的厚度可忽略不計），

小明為了探究這個問題，將此情景畫在了草稿紙上（如圖2正視圖），運動過程：木棒頂端從A點開始沿圓錐的母線下滑，速度為θ₁（木棒下滑為勻速），已知木棒與水平地面的夾角為θ，θ隨木棒的下滑而不斷減小，θ的最大值為30°，若木棒長為，問：當木棒頂端重A滑到B這個過程中，木棒末端的速度v′₂是多少？

Answer 1

解：如圖，作AE⊥BE，垂足為E，
由題意知，∠AGE=30°，∠ABE=60°，
∴∠AGE=∠GAB=30°，AB=GB，AE=AGsin30°=2=，
AB=GB=AE÷（sin60°）=÷=2，BE=ABcos60°=1，
當木棒頂端從點A移動到點B時，且是勻速移動，用的時間為t，移動的距離為AB=2，
則木棒的底端也從點G移動到點F，用的時間也為t，移動的距離FG=FB-GB=AG-AB=2-2，
∴t==，
∴vˊ=（-1）v．
分析：如圖，作AE⊥BE，當木棒頂端從點A移動到點B時，且是勻速移動，用的時間為t，移動的距離為AB=2，則木棒的底端也從點G移動到點F，用的時間也為t，移動的距離FG=FB-GB=AG-AB，∴t==而求得v′與v的關系．
點評：本題利用了等邊三角形的性質，等邊對等角，銳角三角函數的概念求解．關鍵是要明白等量關系是木棒的兩端用的時間相等，時間等于移動的距離除以速度．