一小船渡河,河宽d=180m,水流速度v1=2.5m/s.若船在静水中的速度为v2=5m/s,求:(1)使船在最短的时间内渡河,船头应朝什么方向?用多长时间?位移是多少?(2)使船渡河的航程最短

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 力的分解/2022-10-22 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

一小船渡河,河宽d=180m,水流速度v1=2.5m/s.若船在静水中的速度为v2=5m/s,求:
(1)使船在最短的时间内渡河,船头应朝什么方向?用多长时间?位移是多少?
(2)使船渡河的航程最短,船头应朝什么方向?用多长时间?位移是多少?

◎ 答案

(1)欲使船在最短时间内渡河,船头应朝垂直河岸方向.
当船头垂直河岸时,如图甲所示.
合速度为倾斜方向,垂直分速度为v2=5m/s.
t=
d
v2
=
180
5
s=36s
v=

v12+v22
=
5
2

5
m/s
s=vt=90

5
m
(2)欲使船渡河航程最短,应垂直河岸渡河,船头应朝上游与垂直河岸方向成某一夹角α
如图乙所示,
有v2sinα=v1,得α=30°
所以当船头向上游偏30°时航程最短.
s′=d=180m.
t′=
d
v2cos30°
=
180
5
2

3
s=24

3
s
答:(1)船头垂直于河岸,时间为36s,位移是90

5
m;
(2)船头向上游偏30°,时间为24
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