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?
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 .2
1222υυυ-d B .0 C .21
υυd D .12
υυd 5.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。