小船在静水中的航速是4m/s,要它横渡20m宽的河流,河水流速为2m/s.

小船在静水中的航速是4m/s,要它横渡20m宽的河流,河水流速为2m/s.
(1)若小船渡河时间最短,求小船过河的合速度大小和船在横渡过程中被水流推向下游的距离.
(2)若要小船直接到达正对岸,求船头朝向与河岸的夹角.
茗清时 1年前 已收到1个回答 举报

孤情侯 幼苗

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解题思路:当船的静水速与河岸垂直,则渡河时间最短,根据平行四边形定则求出合速度的大小,根据等时性求出被水流推向下游的距离.当合速度的方向与河岸垂直,小船直接到达正对岸,根据平行四边形定则求出船头朝向与河岸的夹角.

(1)当静水速与河岸垂直时,渡河时间最短,
此时的合速度v=
v12+v22=
16+4m/s=2
5m/s,
渡河时间t=[d
v1=
20/4s=5s,则小船被水流推向下游的距离x=v2t=2×5m=10m.
(2)当合速度的方向与河岸垂直,小船直接到达正对岸,
根据平行四边形定则知,cosθ=
v2
v1=
1
2],解得θ=60°.
即船头朝向与河岸的夹角为60°.
答:(1)小船的合速度大小为2
5m/s,船在横渡过程中被水流推向下游的距离为10m.
(2)船头朝向与河岸的夹角为60°.

点评:
本题考点: 运动的合成和分解.

考点点评: 解决本题的关键将小船的运动分解为沿河岸方向和垂直河岸方向,知道分运动与合运动具有等时性,知道当静水速与河岸垂直时,渡河时间最短,当合速度方向与河岸垂直时,渡河位移最短.

1年前

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