有一小船正在渡河,在离对岸30m时,其下游40m处有一危险水域.假若水流速度为5m/s,为了使小船在危险水域之前到达对岸.求:(1)小船从现在起相对于静水的最小速度(2)船头的指向?.
问题描述:
有一小船正在渡河,在离对岸30m时,其下游40m处有一危险水域.假若水流速度为5m/s,为了使小船在危险水域之前到达对岸.求:
(1)小船从现在起相对于静水的最小速度
(2)船头的指向?.
答
设小船到达危险水域前,恰好到达对岸,则其合位移方向如图所示,设合位移方向与河岸的夹角为α,则:
tanα=
=30 40
,即α=37°;3 4
小船的合速度方向与合位移方向相同,根据平行四边形定则知,当船相对于静水的速度 v1垂直于合速度时,v1最小,由图可知,v1的最小值为:
v1min=v2sinα=5×
m/s=3m/s3 5
这时v1的方向与河岸的夹角β=90°-α=53°;
而在离对岸30m时,离其下游40m,则OB的方向与OA的方向夹角为53°,即为小船船头的指向.
答:(1)小船从现在起相对于静水的最小速度为3m/s;
(2)船头的指向与河岸方向成353度角且斜向左上方.
答案解析:为了使小船在危险水域之前到达对岸,临界情况是小船到达危险水域前,恰好到达对岸,确定出合位移的方向,即为合速度的方向,根据合速度的方向和水流速度,根据平行四边形定则确定静水速的最小值.
考试点:运动的合成和分解.
知识点:解决本题的关键知道位移、速度是矢量,合成分解遵循平行四边形定则,注意几何关系在题目中的正确运用.