内容正文:
29 投影与视图
平行投影
投影:一般地,用光线照射物体,在某个平面(地面或墙壁等)上得到的影子,叫做物体的投影.
平行投影:太阳光线可看做平行的,象这样的光线照射在物体上,所形成的投影叫做平行投影.由此我们可得出这样两个结论:
(1)等高的物体垂直地面放置时,如图1所示,在太阳光下,它们的影子一样长.
(2)等长的物体平行于地面放置时,如图2所示,它们在太阳光下的影子一样长,且影长等于物体本身的长度.
物高与影长的关系:
(1)在不同时刻,同一物体的影子的方向和大小可能不同.不同时刻,物体在太阳光下的影子的大小在变,方向也在改变,就北半球而言,从早晨到傍晚,物体影子的指向是:西→西北→北→东北→东,影长也是由长变短再变长.
(2)在同一时刻,不同物体的物高与影长成正比例.
即:.
利用上面的关系式可以计算高大物体的高度,比如旗杆的高度等.
注意:利用影长计算物高时,要注意的是测量两物体在同一时刻的影长.
题型1:平行投影的作图问题
1.在某一时刻,操场上有三根测杆,如图所示,其中测杆AB的影子为BC,你能画出测杆MN的影子NP吗?若测杆XY的影子的顶端恰好落在点B处,且XY=MN,你能找出XY所在的位置吗?请将上述问题画在下面的示意图中,并简述画法.
【变式1-1】如图,在太阳光下,物体AB的影子为AB',物体CD的影子为CD',试画出物体CD.(AB,CD均垂直于地面)
【变式1-2】有两根木棒AB、CD在同一平面上直立着,其中AB这根木棒在太阳光下的影子BE如图所示,请你在图中画出这时木棒CD的影子.
题型2:平行投影的相关计算
2.已知如图,AB和DE是直立在地面上的两根立柱,AB=5m,某一时刻AB在阳光下的投影BC=2m.
(1)请你画出此时DE在阳光下的投影;
(2)在测量AB的投影时,同时测量出DE在阳光下的投影长为4m,请你计算DE的长.
【变式2-1】如图,某一广告墙PQ旁有两根直立的木杆AB和CD,某一时刻在太阳光下,木杆CD的影子刚好不落在广告墙PQ上.
(1)请你在图中画出此时的太阳光线CE及木杆AB的影子BF;
(2)若AB=5米,CD=3米,CD到PQ的距离DQ的长为4米,求此时木杆AB的影长.
【变式2-2】如图,小明与同学合作利用太阳光线测量旗杆的高度,身高1.6m的小明落在地面上的影长为BC=2.4m.
(1)请你在图中画出旗杆在同一时刻阳光照射下落在地面上的影子EG;
(2)若小明测得此刻旗杆落在地面的影长EG=16m,请求出旗杆DE的高度.
中心投影
若一束光线是从一点发出的,像这样的光线照射在物体上所形成的投影,叫做中心投影.这个“点”就是中心,相当于物理上学习的“点光源”.生活中能形成中心投影的点光源主要有手电筒、路灯、台灯、投影仪的灯光、放映机的灯光等.相应地,我们会得到两个结论:
(1)等高的物体垂直地面放置时,如图1所示,在灯光下,离点光源近的物体它的影子短,离点光源远的物体它的影子长.
(2)等长的物体平行于地面放置时,如图2所示.一般情况下,离点光源越近,影子越长;离点光源越远,影子越短,但不会比物体本身的长度还短.
在中心投影的情况下,还有这样一个重要结论:点光源、物体边缘上的点以及它在影子上的对应点在同一条直线上,根据其中两个点,就可以求出第三个点的位置.
注意:
光源和物体所处的位置及方向影响物体的中心投影,光源或物体的方向改变,则该物体的影子的方向也发生变化,但光源、物体的影子始终分离在物体的两侧.
在解决有关投影的问题时必须先判断准确是平行投影还是中心投影,然后再根据它们的具体特点进一步解决问题.
题型3:中心投影的作图问题
3.画图:如图是小明与爸爸(线段AB)、爷爷(线段CD)在同一路灯下的情景,其中,粗线分别表示三人的影子.请根据要求,进行作图(不写画法,但要保留作图痕迹);
画出图中灯泡所在的位置,并在图中画出小明的身高.
【变式3-1】如图所示的是育才中学两根旗杆在路灯照射下的影子,请画出第三根旗杆的影子.
【变式3-2】如图,分别是两棵树及其影子的情形,哪幅图反映了阳光下的情形?哪幅图反映了路灯下的情形?请画出图中小丽的影子.
题型4:中心投影的相关计算
4.如图,小军、小珠之间的距离为2.7m,他们在同一盏路灯下的影长分别为1.8m,1.5m,已知小军、小珠的身高分别为1.8m,1.5m,求路灯的高.
【变式4-1】如图,一路灯距地面5.6米,身高1.6米的小方从距离灯的底部(点O)5米的A处,沿OA所在的直线行走到点C时,人影长度增长3米,求小方行走的路程.
【变式4-2】如图,平面直角坐标系中,一点光源位于A(-