某河宽d=100m,水流速度为3m/s,船在静水中的速度为5m/s,问:
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解题思路:(1)根据垂直渡河,时间最短,由运动学公式,即可求解;

(2)根据合速度垂直河岸时,位移最短,结合运动学公式与三角函数,即可求解;

(3)根据水速大于船速,船不可能垂直到达河岸,欲使船沿最短路径到达对岸,结合几何关系与运动的合成及分解,即可求解.

(1)垂直渡河,时间最短,则最短时间t1=[d

vc=

100/5s=20s,

位移为:x=

1002+(3×20)2m=116.6m

(2)欲使船沿最短路径到达对岸,合速度必须垂直河岸,

设与河岸的角度θ1,则有:cosθ1=

3

5],

解得:θ1=53o

而渡河时间t2=[d

v合=

100/4s=25s

(3)因水流流速大于船在静水中的速度,

如右图所示,

欲使船沿最短路径到达对岸,船应与河岸成θ2

则有:与河岸的角度sinθ2=

4

5],

解得:θ2=53o

而渡河时间t3=

d

v合cos53°=41.7s

答:(1)船渡河的最短时间20s,船的位移116.6m;

(2)欲使船沿最短路径到达对岸,船应与河岸成53°的角度行驶,渡河时间25s;

(3)若水流流速为5m/s,船在静水中的速度为3m/s时,欲使船沿最短路径到达对岸,船应与河岸成53°,渡河时间为41.7s.

点评:

本题考点: 运动的合成和分解.

考点点评: 考查运动的合成与分解的应用,掌握船速与水速的关系,从而分情况讨论,理解能否垂直到达河岸的原理.