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和等时性原理,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船时间最少位移最小2、v水>v船不论船的航向如何,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?如图例1.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?例2.河宽d=60m,水流速度v1=6m/s,小船在静水中的速度v2=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? 例3.玻璃生产线上,宽24 m的成型玻璃板以6 m/s 的速度连续不断地向前行进,在切割工序处,金刚钻的走刀速度为10 m/s.为了使割下的玻璃板都成规定尺寸的矩形,金刚钻割刀的轨道应如何控制?切割一次的时间多长?同步练习:1.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2.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3.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4.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v1,摩托艇在静水中的航速为v2,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-dB.0 C.21υυdD.12υυd5.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T1;若此船用最短的位移过河,则需时间为T2,若船速大于水速,则船速1v与EAv水θvαv船水速2v 之比为( )(A)21222T T T - (B) 12T T(C) 22211TT T - (D) 21T T6.一条河宽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.当船横渡到对岸时,船沿岸的最小位移是100米 7.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,d v 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02vC 、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010v8.如图所示,在一次救灾工作中,一架沿水平直线飞行的直升机A ,用悬索(重力可忽略不计)救护困在湖水中的伤员B.在直升机A和伤员B 以相同的水平速度匀 速运动的同时,悬索将伤员吊起, 在某一段时间内,A 、B 之间的距 离以l =H -t 2(式中H 为直升机A 离地面的高度,各物理量的单位均 为国际单位制单位)规律变化, 则在这段时间内( )A .悬索的拉力等于伤员的重力B .悬索不可能是竖直的C .伤员做加速度大小、方向均不变的曲线运动D .伤员做加速度大小增加的直线运动 9.民族运动会上有一个骑 射项目,运动员骑在奔弛 的马背上,弯弓放箭射向 南侧的固定目标。
假设运 动员骑马奔弛的速度为 υ1,运动员静止时射出 的箭速度为υ2,跑道离固定目标的最近距离为d 。
要想命中目标且射出的箭在空中飞行时间最短,则 ( ) A .运动员放箭处离目标的距离为d v v 21B .运动员放箭处离目标的距离为 dv v v 22221+C .箭射到靶的最短时间为 2v dD .箭射到靶的最短时间为2122v v d-1 2 3 4 5 6 7 8 9 姓名10.有一小船正在渡河,如图11所示,在离对岸30 m时,其下游40m处有一危险水域.假若水流速度为5 m/s ,为了使小船在危险水域之前到达对岸,那么,小船从现在起相对于静水的最小速度应是多大?22、解: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434030tan ==α,即α=37°,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 v 1垂直于合速度时,v 1最小,由图可知,v 1的最小值为s m s m v v /3/435sin 2min 1=⨯==α,这时v 1的方向与河岸的夹角β=90°-α=53°.即从现在开始,小船头指向与上游成53°角,以相对于静水的速度3 m/s 航行,在到达危险水域前恰好到达对岸。
14、船在静水中的速度为v 船=4 m/s ,水流速度是v 水=3 m/s ,以船出发时的位置为坐标原点,以水流的方向为x 轴正方向,以垂直河岸方向为y 轴正方向,建立直角坐标系,并以船刚出发的时刻为计时起点.(船头始终垂直河岸行驶)(1)试写出任一时刻t (单位:s ),船的位置坐标;(假定t 时刻船尚未到达对岸) (2)船的运动轨迹是什么?(写出y 与x 的关系式) (3)从计时开始到时刻t 船的位移的大小的表达式是什么?15、船在静水中的速度大小为4m/s ,现使船头方向始终与河岸垂直渡河,已知水流的速度为3m/s ,河的宽度为100m,求: (1)船到达对岸需要的时间 (2)船靠岸的地点与船出发点间的距离14、解析:(1)x=v 水t=3t ,y=v 船t=4t.(2)由以上两式消去t可得:y=x,即船的运动轨迹是一条过原点的倾斜直线.(3)从计时开始到时刻t,船的位移的大小为s===5t.15、小船过河问题组题:杨炼军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和等时性原理,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船时间最少位移最小2、v水>v船不论船的航向如何,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?如图例1.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?例2.河宽d=60m,水流速度v1=6m/s,小船在静水中的速度v2=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? 例3.玻璃生产线上,宽24 m的成型玻璃板以6 m/s 的速度连续不断地向前行进,在切割工序处,金刚钻的走刀速度为10 m/s.为了使割下的玻璃板都成规定尺寸的矩形,金刚钻割刀的轨道应如何控制?切割一次的时间多长?同步练习:1.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2.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3.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4.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v1,摩托艇在静水中的航速为v2,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-dB.0 C.21υυdD.12υυd5.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T1;若此船用最短的位移过河,则需时间为T2,若船速大于水速,则船速1v与EAv水θvαv船水速2v 之比为( )(A)21222T T T - (B) 12T T(C) 22211TT T - (D) 21T T6.一条河宽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.当船横渡到对岸时,船沿岸的最小位移是100米 7.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,d v 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02vC 、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010v8.如图所示,在一次救灾工作中,一架沿水平直线飞行的直升机A ,用悬索(重力可忽略不计)救护困在湖水中的伤员B.在直升机A和伤员B 以相同的水平速度匀 速运动的同时,悬索将伤员吊起, 在某一段时间内,A 、B 之间的距 离以l =H -t 2(式中H 为直升机A 离地面的高度,各物理量的单位均 为国际单位制单位)规律变化, 则在这段时间内( )A .悬索的拉力等于伤员的重力B .悬索不可能是竖直的C .伤员做加速度大小、方向均不变的曲线运动D .伤员做加速度大小增加的直线运动 9.民族运动会上有一个骑 射项目,运动员骑在奔弛 的马背上,弯弓放箭射向 南侧的固定目标。