河寬d=100m,水流速度υ1=3m/s,船在靜水中的速度是υ2=4m/s,求:(1)欲使船渡河時間最短,船應...
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問題詳情:
河寬d=100m,水流速度υ1=3m/s,船在靜水中的速度是υ2=4m/s,求:
(1)欲使船渡河時間最短,船應怎樣渡河?最短時間是多少?
(2)欲使船航行距離最短,船應怎樣渡河?渡河時間多長?
【回答】
考點: 運動的合成和分解.
專題: 運動的合成和分解專題.
分析: 船航行時速度為靜水中的速度與河水流速二者合速度,當以靜水中的速度垂直河岸過河的時候渡河時間最短.由向量合成的平行四邊形定則得知小船的合速度,小船實際以合速度做勻速直線運動,進而求得位移的大小;小船以最短距離過河時,則靜水中的速度斜着向上遊,合速度垂直河岸.
解答: 解:設船與岸成θ角向對岸行駛,如圖所示,則當船行到對岸時,s2=t
=
當sinθ=1時,t最小,即船應沿垂直與河岸的方向渡河.
tmin==s=25s;
(2)欲使船航行距離最短,需使船的實際位移(合位移)與河岸垂直,設此時船的開行速度υ2與岸成ϕ角,如圖1﹣2所示.
則cosϕ==,
υ==m/s=m/s,
t==s=s
答:(1)欲使船渡河時間最短,船應垂直河岸渡河,最短時間是25s;
(2)欲使船航行距離最短,船的合速度垂直河岸渡河,即與河岸的夾角餘弦值為,且渡河時間s.
點評: 小船過河問題屬於運動的合成問題,要明確分運動的等時*、**,運用分解的思想,看過河時間只分析垂直河岸的速度,分析過河位移時,要分析合速度
知識點:運動的合成與分解
題型:計算題