专题:小船过河问题

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小船过河问题-高考物理知识点

小船过河问题-高考物理知识点

小船过河问题-高考物理知识点
小船过河问题1.一般情况的过河小船过河问题,可以把小船的渡河运动分解为它同时参与的两个运动,一是小船运动,一是水流的运动,船的实际运动为合运动。

2.以最短时间过河
过河时间最短,就是所有的船速都用来过河,这时候船头应该垂直河岸。

因为这时候船参与两个运动,一个是沿水流方向,一个是垂直河岸方向,而且这两个运动具有独立性,互不干扰。

3.以最短航程过河
“沿最短行程过河”就是和速度方向垂直河岸,那么要求在水流方向上没有速度,就是说在船速沿水流方向分解一个速度来抵消水速,而且船头应该偏向上游。

小船过河问题三种情况及其公式

小船过河问题三种情况及其公式

小船过河问题三种情况及其公式
小船渡河三种情况公式推导是:
1、小船过江时的水流速度与船过江的时间无关,只与船的速度有关。

从船的速度都是用来过河的,而不是作为分速度来说,可以推导出沿河岸垂直过河是最短的过河方式,公式为t=s/v船。

2、当船速大于水速时,当前速度和船速的组合速度可以垂直于河岸。

当船速与流速的夹角为时,即当船向(-90)度方向向上游倾斜时,船可以垂直过河,此时的渡河时间可以表示为T=S/cos(-90)V 船。

3、如果满足流速大于船速的前提,流速和船速的组合速度不能垂直于河岸。

但不要忘了船的位移最短,就是画一个以船速的长度为半径,以速度的箭头末端为圆心的圆。

这时圆上有无数条切线,所以要求出速度初始位置的切线,也就是这条切线与最短位移重合,所以此时的公式是s=河宽*v水/v船。

高中物理小船过河问题含答案讲解

高中物理小船过河问题含答案讲解

小船过河问题轮船渡河问题:(1)处理方法:轮船渡河是典型的运动的合成与分解问题,小船在有一定流速的水中过河时,实际上参与了两个方向的分运动,即随水流的运动(水冲船的运动)和船相对水的运动(即在静水中的船的运动),船的实际运动是合运动。

21.渡河时间最少:在河宽、船速一定时,在一般情况下,渡河时间 ,显然,当时,即船头的指向与河岸垂直,渡河时间最θυυsin 1船ddt ==︒=90θ小为,合运动沿v 的方向进行。

vd2.位移最小若水船υυ>结论船头偏向上游,使得合速度垂直于河岸,位移为河宽,偏离上游的角度为船水υυθ=cos 若,则不论船的航向如何,总是被水冲向下游,怎样才能使漂下的距离最短水船v v <呢?如图所示,设船头v 船与河岸成θ角。

合速度v 与河岸成α角。

可以看出:α角越大,船漂下的距离x 越短,那么,在什么条件下α角最大呢?以v 水的矢尖为圆心,v 船为半径画圆,当v 与圆相切时,α角最大,根据船头与河岸的夹角应为水船v v =θcos,船沿河漂下的最短距离为:水船v v arccos=θθθsin )cos (min 船船水v d v v x ⋅-=此时渡河的最短位移:船水v dv ds ==θcos 【例题】河宽d =60m ,水流速度v 1=6m /s ,小船在静水中的速度v 2=3m /s ,问:(1)要使它渡河的时间最短,则小船应如何渡河?最短时间是多少?(2)要使它渡河的航程最短,则小船应如何渡河?最短的航程是多少?★解析: (1)要使小船渡河时间最短,则小船船头应垂直河岸渡河,渡河的最短时间s s dt 2030602===υ(2)渡河航程最短有两种情况:①船速v 2大于水流速度v 1时,即v 2>v 1时,合速度v 与河岸垂直时,最短航程就是河宽;②船速v 2小于水流速度v l 时,即v 2<v 1时,合速度v 不可能与河岸垂直,只有当合速度v 方向越接近垂直河岸方向,航程越短。

小船过河问题

小船过河问题

小船过河问题问题本质小船渡河是典型的运动的合成问题。

需要理解运动的独立性原理,掌握合速度与分速度之间的关系。

小船在有一定流速的水中过河时,实际上参与了两个方向的分运动,即随水流的运动v 水(水冲船的运动),和船相对水的运动v 船(即在静水中的船的运动),船的实际运动v 是合运动。

基本模型 1、v 水<v 船时间最少在河宽、船速一定时,在一般情况下,渡河时间θυυsin 1船ddt == ,显然,当︒=90θ时,即船头的指向与河岸垂直,渡河时间最小为船v d,合运动沿v 的方向进行。

位移最小结论船头偏向上游,使得合速度垂直于河岸,位移为河宽,偏离上游的角度为船水υυθ=cosv2、v 水>v 船时间最少同前位移最小不论船的航向如何,总是被水冲向下游,即无论向哪个方向划船都不能使船头垂直于河,只能尽量使船头不那么斜。

那么怎样才能使漂下的距离最短呢?如图所示,设船头v 船与河岸成θ角。

合速度v 与河岸成α角。

可以看出:α角越大,船漂下的距离x 越短,那么,在什么条件下α角最大呢?以v 水的矢尖为圆心,v 船为半径画圆,当v 与圆相切时,α角最大,根据水船v v =θcos 船头与河岸的夹角应为水船v v arccos=θ,船沿河漂下的最短距离为:θθsin )cos (min 船船水v dv v x ⋅-=此时渡河的最短位移:船水v dv ds ==θcos 典型例题★某人以不变的速度垂直对岸游去,游到中间,水流速度加大,则此人渡河时间比预定时间A .增加B .减少C .不变D .无法确定 答案:C★某人以一定速度始终垂直河岸向对岸游去,当河水匀速流动时,他所游过的路程,过河所用的时间与水速的关系是( )A .水速大时,路程长,时间长B .水速大时,路程长,时间短C .水速大时,路程长,时间不变D .路程、时间与水速无关 答案: C★如图所示,A 、B 为两游泳运动员隔着水流湍急的河流站在两岸边,A 在较下游的位置,且A 的游泳成绩比B 好,现让两人同时下水游泳,要求两人尽快在河中相遇,试问应采用下列哪种方法才能实现?( )A. A 、B 均向对方游(即沿虚线方向)而不考虑水流作用B. B 沿虚线向A 游且A 沿虚线偏向上游方向游C. A 沿虚线向B 游且B 沿虚线偏向上游方向游D. 都应沿虚线偏向下游方向,且B 比A 更偏向下游 答案:A★★一条自西向东的河流,南北两岸分别有两个码头A 、B ,如图所示.已知河宽为80 m ,河水流速为5 m/s ,两个码头A 、B 沿水流的方向相距100 m .现有一只船,它在静水中的行驶速度为4 m/s ,若使用这只船渡河,且沿直线运动,则( )A .它可以正常来往于A 、B 两个码头 B .它只能从A 驶向B ,无法返回C .它只能从B 驶向A ,无法返回D .无法判断 答案:B★在抗洪抢险中,战士驾驶摩托艇救人,假设江岸是平直的,洪水沿江向下游流去,水流速度为v 1,摩托艇在静水中的航速为v 2,战士救人的地点A 离岸边最近处O 的距离为d ,如战士想在最短时间内将人送上岸,则摩托艇登陆的地点离O 点的距离为( ) A .21222υυυ-d B .0 C .21υυd D .12υυd答案:C★某人横渡一河流,船划行速度和水流动速度一定,此人过河最短时间为了T 1;若此船用最短的位移过河,则需时间为T 2,若船速大于水速,则船速1v 与水速2v 之比为( ) (A)21222T T T - (B)12T T (C) 22211T T T - (D)21T T 答案:A★小船在s=200 m 宽的河中横渡,水流速度是2 m/s,船在静水中的航行速度为4 m/s.求: (1)小船渡河的最短时间.(2)要使小船航程最短,应该如何航行? 答案 (1)50 s 2)船速与上游河岸成60°★★一条河宽100米,船在静水中的速度为4m/s ,水流速度是5m/s ,则( )A .该船可能垂直河岸横渡到对岸B .当船头垂直河岸横渡时,过河所用的时间最短C .当船头垂直河岸横渡时,船的位移最小,是100米D .当船横渡时到对岸时,船对岸的最小位移是100米 答案: B★★河宽d =60m ,水流速度v 1=6m /s ,小船在静水中的速度v 2=3m /s ,问: (1)要使它渡河的时间最短,则小船应如何渡河?最短时间是多少? (2)要使它渡河的航程最短,则小船应如何渡河?最短的航程是多少?答案:(1)20s (2)小船的船头与上游河岸成600角时,最短航程为120m★★小河宽为d ,河水中各点水流速度大小与各点到较近河岸边的距离成正比,dv k kx v 04==,水,x 是各点到近岸的距离,小船船头垂直河岸渡河,小船划水速度为0v ,则下列说法中正确的是( )A 、小船渡河的轨迹为曲线B 、小船到达离河岸2d处,船渡河的速度为02v C 、小船渡河时的轨迹为直线 D 、小船到达离河岸4/3d 处,船的渡河速度为010v 答案:A★如图所示,小船从A 码头出发,沿垂直河岸的方向划船,若已知河宽为d ,划船的速度v 船恒定. 河水的流速与到河岸的最短距离x 成正比,即)其中k 为常量。

小船渡河问题(含知识点、例题和练习)

小船渡河问题(含知识点、例题和练习)

小船渡河问题小船渡河的问题,可以分解为它同时参与的两个分运动,一是小船相对水的运动(设水不流时船的运动,即在静水中的运动),一是随水流的运动(即水冲船的运动,等于水流的运动),船的实际运动为合运动.两种情况:①船速大于水速;②船速小于水速。

两种极值:①渡河最小位移;②渡河最短时间。

【例1】一条宽度为L 的河,水流速度为水v ,已知船在静水中速度为船v ,那么:(1)怎样渡河时间最短? (2)若水船v v >,怎样渡河位移最小?(3)若水船v v <,怎样渡河位移最小,船漂下的距离最短?解析:(1)小船过河问题,可以把小船的渡河运动分解为它同时参与的两个运动,一是小船运动,一是水流的运动,船的实际运动为合运动。

如右图所示,船头与河岸垂直渡河,渡河时间最短:船v L t =min 。

此时,实际速度(合速度)22水船合v v v +=实际位移(合位移)船水船v v v L L 22sin s +=∂= (2)如右图所示,渡河的最小位移即河的宽度。

为使渡河位移等于L ,必须使船的合速度v 合的方向与河岸垂直,即使沿河岸方向的速度分量等于0。

这时船头应指向河的上游,并与河岸成一定的角度θ,所以有水船v v =θcos ,即船水v varccos =θ。

因为θ为锐角,1cos 0<<θ,所以只有在水船v v >时,船头与河岸上游的夹角船水v v arccos =θ,船才有可能垂直河岸渡河,此时最短位移为河宽,即L s =min 。

实际速度(合速度)θsin 船合v v =,运动时间θsin 船合v L v L t ==(3)若水船v v <,则不论船的航向如何,总是被水冲向下游,怎样才能使漂下的距离最短呢?V 船V 水V 合如右图所示,设船头v 船与河岸成θ角。

合速度v 合与河岸成α角。

可以看出:α角越大,船漂下的距离x 越短,那么,在什么条件下α角最大呢?以v 水的矢尖为圆心,v 船为半径画圆,当v 合与圆相切时,α角最大,根据水船v v =θcos ,船头与河岸的夹角应为水船v v arccos=θ,此时渡河的最短位移:船水v Lv Ls ==θcos 渡河时间:θsin 船v Lt =,船沿河漂下的最短距离为:θθsin )cos (min 船船水v Lv v x ⋅-=误区:不分条件,认为船位移最小一定是垂直到达对岸;将渡河时间最短与渡河位移最小对应。

高中物理小船过河问题含答案讲解

高中物理小船过河问题含答案讲解

小船过河问题轮船渡河问题:(1)处理方法:轮船渡河是典型的运动的合成与分解问题,小船在有一定流速的水中过河时,实际上参与了两个方向的分运动,即随水流的运动(水冲船的运动)和船相对水的运动(即在静水中的船的运动),船的实际运动是合运动。

1.渡河时间最少:在河宽、船速一定时,在一般情况下,渡河时间sin1船d dt,显然,当90时,即船头的指向与河岸垂直,渡河时间最小为vd ,合运动沿v 的方向进行。

2.位移最小若水船结论船头偏向上游,使得合速度垂直于河岸,位移为河宽,偏离上游的角度为船水cos若水船v v ,则不论船的航向如何,总是被水冲向下游,怎样才能使漂下的距离最短呢?如图所示,设船头v 船与河岸成θ角。

合速度v 与河岸成α角。

可以看出:α角越大,船漂下的距离x 越短,那么,在什么条件下α角最大呢?以v 水的矢尖为圆心,v 船为半径画圆,当v与圆相切时,α角最大,根据水船v v cos船头与河岸的夹角应为v水θv αABEv船v 水v船θvV水v 船θv 2v 1水船v v arccos,船沿河漂下的最短距离为:sin)cos (min 船船水v dv v x 此时渡河的最短位移:船水v dv d scos【例题】河宽d =60m ,水流速度v 1=6m /s ,小船在静水中的速度v 2=3m /s ,问:(1)要使它渡河的时间最短,则小船应如何渡河?最短时间是多少? (2)要使它渡河的航程最短,则小船应如何渡河?最短的航程是多少?★解析: (1)要使小船渡河时间最短,则小船船头应垂直河岸渡河,渡河的最短时间ss dt2030602(2)渡河航程最短有两种情况:①船速v 2大于水流速度v 1时,即v 2>v 1时,合速度v 与河岸垂直时,最短航程就是河宽;②船速v 2小于水流速度v l 时,即v 2<v 1时,合速度v 不可能与河岸垂直,只有当合速度v方向越接近垂直河岸方向,航程越短。

微专题18 小船过河问题-2025版高中物理微专题

微专题18小船过河问题【核心要点提示】小船渡河问题分析(1)船的实际运动是水流的运动和船相对静水的运动的合运动.(2)三种速度:v 1(船在静水中的速度)、v 2(水流速度)、v (船的实际速度).(3)三种情景①过河时间最短:船头正对河岸时,渡河时间最短,t 短=d v 1(d 为河宽).②过河路径最短(v 2<v 1时):合速度垂直于河岸时,航程最短,s 短=d .船头指向上游与河岸夹角为α,cos α=v 2v 1.③过河路径最短(v 2>v 1时):合速度不可能垂直于河岸,无法垂直渡河.确定方法如下:如图所示,以v 2矢量末端为圆心,以v 1矢量的大小为半径画弧,从v 2矢量的始端向圆弧作切线,则合速度沿此切线方向航程最短.由图可知:cos α=v 1v 2,最短航程:s 短=d cos α=v 2v 1d .【微专题训练】如图所示,甲、乙两同学从河中O 点出发,分别沿直线游到A 点和B 点后,立即沿原路线返回到O 点,OA 、OB 分别与水流方向平行和垂直,且OA =OB 。

若水流速度不变,两人在静水中游速相等,则他们所用时间t 甲、t 乙的大小关系为()A .t 甲<t 乙B .t 甲=t 乙C .t 甲>t 乙D .无法确定解析:选C 设水速为v 0,人在静水中的速度为v ,OA =OB =x 。

对甲,O →A 阶段人对地的速度为(v +v 0),所用时间t 1=x v +v 0;A →O 阶段人对地的速度为(v -v 0),所用时间t 2=x v -v 0。

所以甲所用时间t 甲=t 1+t 2=x v +v 0+x v -v 0=2vx v 2-v 02。

对乙,O →B 阶段和B →O 阶段的实际速度v ′为v 和v 0的合成,如图所示。

由几何关系得,实际速度v ′=v 2-v 02,故乙所用时间t 乙=2x v ′=2x v 2-v 02。

t 甲t 乙=v v 2-v 02>1,即t 甲>t 乙,故C 正确。

高中物理专题训练含答案-16--小船过河问题

第四章 曲线运动16 小船过河问题【核心要点提示】小船渡河问题分析(1)船的实际运动是水流的运动和船相对静水的运动的合运动.(2)三种速度:v 1(船在静水中的速度)、v 2(水流速度)、v (船的实际速度).(3)三种情景①过河时间最短:船头正对河岸时,渡河时间最短,t 短=d v 1(d 为河宽). ②过河路径最短(v 2<v 1时):合速度垂直于河岸时,航程最短,s 短=d .船头指向上游与河岸夹角为α,cos α=v 2v 1. ③过河路径最短(v 2>v 1时):合速度不可能垂直于河岸,无法垂直渡河.确定方法如下:如图所示,以v 2矢量末端为圆心,以v 1矢量的大小为半径画弧,从v 2矢量的始端向圆弧作切线,则合速度沿此切线方向航程最短.由图可知:cos α=v 1v 2,最短航程:s 短=d cos α=v 2v 1d .【训练】(2014·四川·4)有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v 的大河.小明驾着小船渡河,去程时船头指向始终与河岸垂直,回程时行驶路线与河岸垂直.去程与回程所用时间的比值为k ,船在静水中的速度大小相同,则小船在静水中的速度大小为( ) A.kv k 2-1 B.v 1-k 2 C.kv 1-k 2 D.v k 2-1【解析】设大河宽度为d ,小船在静水中的速度为v 0,则去程渡河所用时间t 1=d v 0,回程渡河所用时间t 2=d v 20-v 2.由题知t 1t 2=k ,联立以上各式得v 0=v 1-k 2,选项B 正确,选项A 、C 、D 错误.【答案】B一艘船在一条河流中渡河,当河水不流动时,船垂直渡河用时t 1.当发生山洪后,在流动的河水中,船在同一位置垂直河岸渡河用时为(设船相对于静水的速度一定,水速是船相对于静水的速度大小的一半)( ) A.2t 1 B .2t 1 C.3t 1 D.233t 1【解析】设河宽为L ,船相对于静水的速度为v ,则河水不流动时,船垂直渡河时间:t 1=L v.当河水速度为v 2时,要垂直河岸渡河,则有:v ′= v 2-v 22=32v ,船垂直渡河时间:t 2=L v ′=L 32v =23·L v =233t 1,选项D 正确. 【答案】D一小船渡河,已知河水的流速与距河岸的距离的变化关系如图甲所示,船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示,则( )A .船渡河的最短时间75 sB .要使船以最短时间渡河,船在河水中航行的轨迹是一条直线C .要使船以最短路程渡河,船在行驶过程中,船头必须始终与河岸垂直D .要使船以最短时间渡河,船在河水中的速度是5 m/s【解析】当船的速度与河岸垂直时,渡河时间最短,t =d v 船=3004s =75 s ,故A 正确;船在沿河岸方向上做变速运动,在垂直于河岸方向上做匀速直线运动,两运动的合运动是曲线运动,故B 错误;要使船以最短时间渡河,船在行驶过程中,船头必须始终与河岸垂直,故C 错误;要使船以最短时间渡河,船在航行中与河岸垂直,根据速度的合成可知,船在河水中的最大速度是5 m/s ,故D 错误.【答案】A(2016·辽宁辽阳市高三质检)小河宽为d ,河水中各点水流速度与各点到较近河岸边的距离成正比,v 水=kx ,k =4v 0d,x 是各点到近岸的距离,小船船头垂直河岸渡河,小船划水速度为v 0,则下列说法中正确的是( )A .小船渡河时的轨迹为直线B .小船渡河时的轨迹为曲线C .小船到达距河对岸d 4处,船的渡河速度为2v 0D .小船到达距河对岸3d 4处,船的渡河速度为10v 0 【解析】小船在沿河岸方向上做变速直线运动,在垂直于河岸方向上做匀速运动,合加速度的方向与合速度方向不在同一条直线上,做曲线运动,故B 正确,A 错误;小船到达距河对岸d 4处,水流速为v 水=k d 4=v 0,则v =v 20+v 20=2v 0。

小船过河问题


v水 cos v船
d t v 船 sin
v船
α(
v实际
d v水
【例2】河宽d,船在静水中的速度为v 船 ,水 流速度为v水,v船与河岸的夹角为θ。 v船>v水 ①求渡河所用的时间及横向位移,并讨论θ等 于多少时,渡河时间最短。 ②怎样渡河,船的合位移最小?此时对船速有 何要求? v船 d d v 船 cos v水 t s v 船 sin v 船 sin
小船过河问题
【例1】小船在d=200m宽的河水中行驶,船在 静水中v船=4m/s,水流速度v水=2m/s。求: ①要使船能在最短时间内渡 河,应向何方划船?
演示
v船
d t v船
v实际 d v水
v水 s v水 t d v船
【例1】小船在d=200m宽的河水中行驶,船在 静水中v船=4m/s,水流速度v水=2m/s。求: ②要使船能够垂直地渡过河 演示 去,那么应向何方划船?
α(
S d v船
瀑 布
v实际
v水
A x
【例5】一条河流宽为l,河水以速度v流动, 船以u<v的对水速度渡河,问: (1)为了使船到达对岸的时间最短,船头与河 岸应成多少度角?最短时间是多少?到达对岸 时,船在下游何处? (2)为了使船冲向下游的距离最短,船头与河 岸应成多少度角?到达对岸时,船在下游何处? 需要多少时间?
90
0
d t v船
θ
v水
v合垂直河岸,合位移最短等于河宽d,但必须 v船>v水
重要结论---小船的两种过河方式 1.最短时间过河 v船 d v水 v实际 d v水 过河路径最短; s = d (v船>v水) 2.最短位移过河 v船 v实际
过河时间最短;

小船过河问题分析与题解

小船过河问题分析与题解【问题概说】(1)船的实际运动是水流的运动和船相对静水的运动的合运动。

(2)三种速度:船相对水的速度为v 船(即船在静水中的速度),水的流速为v 水(即水对地的速度),船的合速度为v (即船对地的速度,船的实际速度,其方向就是船的航向)。

(3)三种情景:①过河时间最短:当船头垂直河岸,渡河时间最短,且渡河时间与水的流速无关。

②过河路径最短:在v 船>v 水的条件下,当船的合速度垂直于河岸时,渡河位移(航程或路径)最小并等于河宽。

在v 船<v 水的条件下,当船头与船的合速度垂直时,渡河位移(航程或路径)最小。

此种情况下,合速度不可能垂直于河岸,无法垂直渡河。

最短航程确定如下:如图所示,以v 水矢量末端为圆心,以v 船矢量的大小为半径画弧,从v 水矢量的始端向圆弧作切线,则合速度沿此切线方向航程最短。

(下图中v 1表船速,v 2表水速)③最小渡河速度:水速和航向一定,船速垂直航向有最小船速。

【典型题例】两河岸平行,河宽d=100m ,水流速度v 1=3m/s ,求:(1)船在静水中的速度是4m/s 时,欲使船渡河时间最短,船应怎样渡河?最短时间是多少?船的位移是多大?(2)船在静水中的速度是6m/s 时,欲使船航行距离最短,船应怎样渡河?渡河时间多长?(3)船在静水中的速度为1.5m/s 时,欲使船渡河距离最短,船应怎样渡河?船的最小航程是多少?[思路分析](1)当船头垂直于河岸时,渡河时间最短:t min =d/v 2=100/4=25s 合速度v=s m v v /543222221=+=+ 船的位移大小s=v t min =125m(2)欲使船航行距离最短,需船头向上游转过一定角度使合速度方向垂直于河岸,设船的开行速度v 2与岸成θ角,则cosθ=216321==v v , 所以θ=600,合速度v=v 2sin600=3s m /3 t=s v d 93100=(3)船在静水中速度小于水流的速度,船头垂直于合速度v 时,渡河位移最小, 设船头与河岸夹角为β,如图所示: cosβ=2135.112==v v 所以β=600 最小位移s min =m d 20060cos 100cos 0==β [答案](1) 船头垂直于河岸时,渡河时间最短:t min =25s ,s =125m ;(2) 船头向上游转过一定角度, 与岸成600角航程最短,t=s 93100; (3) 船头垂直于合速度,船头与河岸夹角600时航程最短,s min =m 200。

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2.某人乘船横渡一条小河,船速和水速
一定,且船速大于水速,若渡河的最 短时间为t1,用最短位移渡河的时间为
t1 1 t t2,则水速与船速之比为__________ 2
2
2.小船过河时,船头偏向上游与水流方向成 α 角,船相 对静水的速度为 v,其航线恰好垂直于河岸。现水流速 度稍有增大,为保持航线不变,且准时到达对岸,下 列措施中可行的是 A.增大 α 角,增大船速 v B.减小 α 角,增大船速 v C.减小 α 角,保持船速 v 不变 D.增大 α 角,保持船速 v 不变
的夹角为θ,如图所示。求:
⑴.渡河所用的时间,并讨论θ=?时渡河时间最短。
⑵.怎样渡河,船的位移最短?
V船
d
θ
(一)渡河时间探究
分析:假设船在静水中渡河,我们可以把v船如
图分解,从图上可以看出:真正起到渡河效果
的是v船在垂直于河岸方向上的分速度v1,故船
d d 在静水中的渡河时间为:t v1 v船 sin
解析
(
)
(二)渡河位移探究
分析:船在动水中渡河时的位移大小和方向,取决于 船速和水速的合速度方向。 ⑴ 当v船>v水时,如图:
V船 V合 V船 V合 d
V水
当v合垂直河岸,合位移最短,等于河宽d。
⑵ 当v船<v水时,如图:
V船
V船 V合
V合
d
V水
当v合沿圆的切线方向即v合与v船垂直时,合位 移最短,且为: S min
专题:小船过河问题
学习目标
1、明确运动的独立性及等时性的问题。 2、注意区别船速v船及船的合运动速度v合。 3、搞清船渡河的最短时间和最短位移。
基础重温
1、合运动与分运动特征:
(1)运动的独立性; (2)运动的同时性; (3)运动的等效性。
2、运动合成与分解的法则:
平行四边形定则。
问题探究
河宽d,船速为v船,水流速度为v水,船速v船与河岸
图 416 岸平行,已知小船的运动轨迹如图 416 所示,则 (
A.越接近河岸水流速度越小 B.越接近河岸水流速度越大 C.无论水流速度是否变化,这种渡河方式耗时最短 D.该船渡河的时间会受水流速度变化的影响
解析
)
请思考
小船渡河的最短位移 是否在任何情况下都 等于河宽d,而与船速 和水速都无关呢?
v水 d v船
小结:
d 渡河最短时间:t v船
渡河最短位移:v船 v水时,S
v水 v船时,S
min
d v水 d v船
min
当堂练习:
1.一条河宽L=60m,水速v水=4m/s,船 在静水中的航行速度v船=3m/s。 (1)求小船渡河的最短时间t,这样渡 河船的位移是多少? (2)小船渡河的最小位移是多少?
V1
d θ V2
V船
注意:
① θ=900时,即船头垂直对岸行驶时,渡 d t 河时间最短,且最短时间为:
v船
② 如果水是流动的,根据运动的独立性原理, 渡河时间不会因水的流动而改变,故船在 动水中的渡河时间与在静水中情况相同。
[针对训练] 1. (多选)(2016· 衡水高三月考)小船横渡 一条两岸平行的河流,船本身提供 的速度 (即静水速度 ) 大小不变、船 身方向垂直于河岸,水流速度与河
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