船在静水中的速度为v船=5m/s,水流速度为v水=3m/s,河宽d=100m(1)要使船能到达正对岸,船头方向与上游方向夹角为多大?(2)要使船过河时间最短,船头方向如何?(3)过河最短时间为多大?这时船到达正对岸的地点在何处?(4)如水速为5m/s,船速为3m/s,则最短位移为多少?最短时间为多少?

问题描述:

船在静水中的速度为v=5m/s,水流速度为v=3m/s,河宽d=100m
(1)要使船能到达正对岸,船头方向与上游方向夹角为多大?
(2)要使船过河时间最短,船头方向如何?
(3)过河最短时间为多大?这时船到达正对岸的地点在何处?
(4)如水速为5m/s,船速为3m/s,则最短位移为多少?最短时间为多少?

(1)由于船在静水中速度大于水流速度,则两者的合速度垂直河岸,可以正对到达.设船头方向与上游方向夹角为θ,则有:cosθ=vsvc=35,解得:θ=53°;(2)当静水速与河岸垂直时,渡河时间最短,(3)船过河最短时...
答案解析:船既随水向下游运动,又相对于水向对岸行驶,根据船相对于水的速度与水流速度的比较,分析船能否到达正对岸.假设船头的指向与河岸的夹角为α,运用速度的分解求出船垂直于河岸方向的分速度,分析什么条件时渡河的时间最短,并进行求解.运用作图法,根据三角形定则分析什么条件下船的合速度与河岸夹角最大,则船登陆的地点离船出发点的最小距离,再由几何知识求解最小距离.
考试点:运动的合成和分解.
知识点:本题是小船渡河问题,关键是运用运动的合成与分解做出速度分解或合成图,分析最短时间或最短位移渡河的条件.
解决本题的关键知道分运动和合运动具有等时性,各分运动具有独立性,互不干扰.