题目
小丽与爸妈在公园里荡秋千.如图,小丽坐在秋千的起始位置A处,OA与地面垂直,两脚在地面上用力一蹬,妈妈在距地面1m高的B处接住她后用力一推,爸爸在C处接住她.若妈妈与爸爸到OA的水平距离BD、CE分别为1.4m和1.8m,∠BOC=90°.爸爸在C处接住小丽时,求小丽距离地面的高度,并说明理由.0-|||-E ---- C-|||-B 口 D-|||-A
小丽与爸妈在公园里荡秋千.如图,小丽坐在秋千的起始位置A处,OA与地面垂直,两脚在地面上用力一蹬,妈妈在距地面1m高的B处接住她后用力一推,爸爸在C处接住她.若妈妈与爸爸到OA的水平距离BD、CE分别为1.4m和1.8m,∠BOC=90°.爸爸在C处接住小丽时,求小丽距离地面的高度,并说明理由.


题目解答
答案
解:爸爸是在距离地面1.4m的地方接住小丽的,理由如下:
由题意可知∠CEO=∠BDO=90°,OB=OC,
∵∠BOC=90°,
∴∠COE+∠BOD=∠BOD+∠OBD=90°.
∴∠COE=∠OBD,
在△COE和△OBD中,
$\left\{\begin{array}{c}∠COE=∠OBD\\∠CEO=∠ODB,\\ OC=OB\end{array}\right.$
∴△COE≌△OBD(AAS),
∴CE=OD,OE=BD,
∵BD、CE分别为1.4m和1.8m,
∴DE=OD-OE=CE-BD=1.8-1.4=0.4(m),
∵AD=1m,
∴AE=AD+DE=1.4(m),
∴爸爸是在距离地面1.4m的地方接住小丽的.
由题意可知∠CEO=∠BDO=90°,OB=OC,
∵∠BOC=90°,
∴∠COE+∠BOD=∠BOD+∠OBD=90°.
∴∠COE=∠OBD,
在△COE和△OBD中,
$\left\{\begin{array}{c}∠COE=∠OBD\\∠CEO=∠ODB,\\ OC=OB\end{array}\right.$
∴△COE≌△OBD(AAS),
∴CE=OD,OE=BD,
∵BD、CE分别为1.4m和1.8m,
∴DE=OD-OE=CE-BD=1.8-1.4=0.4(m),
∵AD=1m,
∴AE=AD+DE=1.4(m),
∴爸爸是在距离地面1.4m的地方接住小丽的.
解析
考查要点:本题主要考查几何变换中的全等三角形判定与性质,以及勾股定理的应用。关键在于通过几何关系建立全等三角形,进而求解高度。
解题思路:
- 几何建模:将秋千摆动轨迹抽象为圆弧,OB和OC为半径,利用水平距离BD、CE构建直角三角形。
- 全等三角形判定:通过角度关系和边角关系,证明△COE≌△OBD(AAS),得到对应边相等。
- 线段长度计算:通过全等三角形对应边关系,结合已知水平距离,计算关键线段长度,最终求出高度。
破题关键:
- 识别垂直关系:BD、CE为水平距离,与OA垂直,形成直角三角形。
- 利用角度关系:由∠BOC=90°推导角度相等,为全等三角形创造条件。
- 线段叠加:通过AD和DE的叠加关系,得到最终高度。
几何关系分析
- 垂直关系:BD、CE为水平距离,故∠BDO=∠CEO=90°。
- 半径相等:秋千绳长固定,故OB=OC。
- 角度关系:由∠BOC=90°,推导∠COE=∠OBD。
全等三角形证明
在△COE和△OBD中:
- 角-角-边:
- ∠COE=∠OBD(由角度关系推导)
- ∠CEO=∠ODB=90°(垂直关系)
- OC=OB(秋千绳长相同)
- 结论:△COE≌△OBD(AAS)
线段长度计算
- 对应边相等:CE=OD,OE=BD。
- 计算DE:
$DE = OD - OE = CE - BD = 1.8\,\text{m} - 1.4\,\text{m} = 0.4\,\text{m}$ - 叠加高度:
$AE = AD + DE = 1\,\text{m} + 0.4\,\text{m} = 1.4\,\text{m}$