一只鸟停在离地面 20 米高的垂直电线杆顶部 TT 处,从地面上的一点 OO 仰望 TT 处鸟的仰角为 45∘45^\circ。这只鸟用了一秒钟的时间,以恒定速度水平飞行,从 TT 飞到远离 OO 的点 BB,整个飞行过程中保持离地面 20 米的恒定高度。从 OO 到 BB 处鸟的仰角减小到 30∘30^\circ。求这只鸟的飞行速度(以 m/s 为单位)。 答:... m/s

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完整解法

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1. Find the horizontal distance from O to the pole (let's call the base of the pole P).

Let PP be the point on the ground directly below TT.
In △OPT\triangle OPT, ∠OPT=90∘\angle OPT = 90^\circ, TP=20TP = 20 m, and ∠TOP=45∘\angle TOP = 45^\circ.
tan⁡45∘=TPOP\tan 45^\circ = \frac{TP}{OP}
OP=20tan⁡45∘=20OP = \frac{20}{\tan 45^\circ} = 20 m

2. Find the horizontal distance from O to the point directly below B (let's call it Q).

Let QQ be the point on the ground directly below BB.
In △OQB\triangle OQB, ∠OQB=90∘\angle OQB = 90^\circ, BQ=20BQ = 20 m, and ∠BOQ=30∘\angle BOQ = 30^\circ.
tan⁡30∘=BQOQ\tan 30^\circ = \frac{BQ}{OQ}
OQ=20tan⁡30∘=203OQ = \frac{20}{\tan 30^\circ} = 20\sqrt{3} m

3. Calculate the distance flown and the speed.

Distance flown TB=PQ=OQ−OP=203−20TB = PQ = OQ - OP = 20\sqrt{3} - 20 m.
Speed =DistanceTime=203−201=20(3−1)≈14.641= \frac{\text{Distance}}{\text{Time}} = \frac{20\sqrt{3} - 20}{1} = 20(\sqrt{3} - 1) \approx 14.641 m/s

答案

14.614.6 m/s

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