3、小船过河问题:设河宽为d,船在静水中的速度为v1,水流的速度为v2。
(1)以最短时间过河:
tmin= 位移=
(2)以最短位移过河:①v1>v2时——xmin= t=
②v1
③v1=v2时:求最短航程没什么意义,因为过河航程趋向最短时,过河的时间趋向无穷大。
例1、小船匀速横渡一条河流,当船头垂直对岸方向航行时,在出发后10min到达对岸下游120m处,若船头保持与河岸成α角向上游航行,出发后12.5min到达正对岸,求:水速、船在静水中的速度、河宽和α角。
例2、一条河水速为v,一艘船要沿着与河岸成θ角的方向到达对岸下游某处,则船速至少为_______________ (θ为锐角)
例3、小船过河时,船头偏向上游与水流方向成α角,船相对水的速度为v,其航线恰好垂直于河岸,现水流速度稍有增大,为保持航线不变,且准时到达对岸,下列措施中可行的是( )
A、减小α角,增大船速v
B、增大α角,增大船速v
C、减小α角,保持船速v不变
D、增大α角,保持船速v不变
例4、某人划船横渡一河,当划行速度和水速一定、且船速大于水速时,过河的最短时间是t1,若以最短位移过河需时间t2,则船速与水速之比等于( )
A、t2:t1
B、
C、t1:(t1-t2) D、t1:t2
例5、甲、乙两船在静水中的速度分别为V甲和V乙,两船从同一渡口渡河,已知甲船是以最短时间过河,乙船是以最短航程过河,而且两船抵达对岸的地点相同,则两船渡河时间之比为t甲:t乙=
例6、一条河宽为d,水流速度为V,一只船要划向对岸,但在船出发点下游L远处有瀑布,若要求船能划过对岸而又不从瀑布落下,船的划行速度至少多大?船头应指向何方?
例7、一快艇要从岸边到达河中离岸100m远的浮标处,已知快艇在静水中的速度图像如图甲所示,流水的速度图像如图乙所示,求快艇最快到达浮标处所用的时间,并定性画出快艇运动的轨迹。
例8、如图,河宽d=200m,河中各点水速的大小v1与该点到较近岸边的垂直距离x的关系是v1=0.03x,船的静水速v2=4m/s,渡河过程船头始终垂直于河岸。船的实际速度是上述v1、v2的矢量和。则( )
A.船渡河的轨迹是一条直线
B.船渡河的时间为50s
C.船到达河道正中央处时的瞬时速度大小为7m/s
D.船从河岸出发运动至河道中央的过程中,做匀变速曲线运动
三、曲线化直:处理曲线运动时,其基本思想是将该曲线运动分解为两个直线运动去讨论。
例1、如图,直角坐标系位于光滑水平面内,质量为m的质点从坐标原点以初速度v0开始运动,v0的方向沿y轴正方向,并且受到水平恒力F的作用,F与x轴成θ角,已知m=2kg,F=10N,θ=37°, v0=2m/s,试求2s内质点的位移及2s时质点的速度。
例2、一小球所受的合力沿与竖直方向成θ角斜向右下方,现给小球一个竖直向上的初速度v0,求小球在运动过程中的最小速度。
总结:
一、小船过河问题:设河宽为d,船在静水中的速度为v1,水流的速度为v2。
1、以最短时间过河:
tmin= 位移=
2、以最短位移过河:①v1>v2时——xmin= t=
②v1
③v1=v2时:求最短航程没什么意义,因为过河航程趋向最短时,过河的时间趋向无穷大。
二、曲线化直:处理曲线运动时,其基本思想是将该曲线运动分解为两个直线运动去讨论。
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