物理必修2小船过河问题

1、专题：小船过河问题分析,一艘小船在宽为d的河中横渡到对岸，已知水流速度是v水，小船在静水中的速度是v船，求： （1）当v船v水时，欲使航行距离最短，船应该怎样渡河？渡河时间多长？,分析:航程最短,d,设船头指向与上游河岸成：,结论：当v船v水时，最短航程等于河宽d。,（2）欲使船渡河时间最短，船应该怎样渡河？最短时间是多少？船经过的位移多大？,分析：时间最短,d,结论：欲使船渡河时间最短，船头的方向应该垂直于河岸。,例：小船在200m宽的河中横渡，水流速度是3m/s，船在静水中的航速是5m/s，求： （1）当小船的船头始终正对着对岸时，它将在何时何处到达对岸？ （2）要使小船到达正对岸，应如何

2、行驶？耗时多少？,思考题： 若v船v水，那么 （1）欲使船渡河时间最短，船应该怎样渡河？,（2）欲使航行距离最短，船应该怎样渡河？最短航线是河宽吗？,船头的方向应该垂直于河岸。,结论：当v船 v水时，最短航程不等于河宽d。,船头指向与上游河岸成：,要使船能在最短时间内渡河，则最短时间是多少秒？应向何方划船？,【例1】小船在d=200m宽的河水中行驶，船在静水中v划=4m/s，水流速度v水=2m/s。求：,解： ,应向对岸划行,航向角=90.,要使航线最短，那么应向何方划船？渡河时间是多少秒？,要使航线最短，那么应向何方划船？渡河时间是多少秒？,注意：V1=V水对地=V水 V2=V船对水=V划=

3、V船 ：航向角（划行速度与河岸的夹角） d: 河的宽度 V=V船对地=V实,1.最短时间过河,2.最短位移过河,过河时间最短； t = d / v划,过河路径最短； s = d (v划v水),重要结论-小船的两种过河方式,点评：当v2v1(v划v水）时，合速v不可能垂直河岸。此时，以v1矢量的终点为圆心，v2的大小为半径画圆，当v与圆相切时，角最大，角最小，则渡河航线最短，并且,；,【例2】有人驾船从河岸A处出发，如果使船头垂直河岸航行，经10min到达正对岸下游120m的C处；若使船头指向与上游河岸成角的方向航行，经12.5min到达正对岸的B点，求水速u，航向 ，船速v，河宽d ,水速u=

4、 12m/min ， 航向= 53 ， 船速v= 20m/min ， 河宽d =200m 。,【例3】汽船顺流从甲地到乙地，历时3h，返回时需6h，如汽船关闭发动机顺流从甲地漂到乙地，则所需时间为( ) A3h B6h C9h D12h,【例4】游泳运动员以恒定的速率垂直河岸横渡当水速突然增大时，对运动员横渡经历的路程、时间发生的影响是( ) A路程增长、时间增长 B路程增长、时间缩短 C路程增长、时间不变 D路程与时间均与水速无关,例5如图4-3所示，在一光滑水平面上放一个物体，人通过细绳跨过高处的定滑轮拉物体，使物体在水平面上运动，人以大小不变的速度v运动.当绳子与水平方向成角时，物体前进

5、的瞬时速度是多大？,图4-3,速度关联类问题求解速度的合成与分解,图4-12,绳子牵引物体的运动中，物体实际在水平面上运动，这个运动就是合运动，所以物体在水平面上运动的速度v物是合速度，将v物按如图4-6所示进行分解.其中:v=v物cos，使绳子收缩.v=v物sin,使绳子绕定滑轮上的A点转动. 所以v物=,图4-6,练习1,如图所示，A、B两车通过细绳跨接在定滑轮两侧，并分别置于光滑水平面上，若A车以速度v0向右匀速运动，当绳与水平面的夹角分别为和时，B车的速度是多少？,图4-1,1.vB=,vB=,【例2】小船在d=200m宽的河水中行驶，船在静水中v2=2m/s，水流速度v1=4m/s。

6、求：要使船的航线最短，应向何方划船？位移的最小值如何？,v2,v,v1,(,）,又,(,练习2,如图所示，均匀直杆上连着两个小球A、B，不计一切摩擦.当杆滑到如图位置时，B球水平速度为vB，加速度为aB，杆与竖直夹角为，求此时A球速度和加速度大小,例1如图4-3所示，在一光滑水平面上放一个物体，人通过细绳跨过高处的定滑轮拉物体，使物体在水平面上运动，人以大小不变的速度v运动.当绳子与水平方向成角时，物体前进的瞬时速度是多大？,图4-3,解法一:应用微元法,设经过时间t，物体前进的位移s1=BC，如图4-5所示.过C点作CDAB，当t0时，BAC极小，在ACD中，可以认为AC=AD，在t时间内，

7、人拉绳子的长度为s2=BD，即为在t时间内绳子收缩的长度.图4-5 由图可知：BC= 由速度的定义：物体移动的速度为v物= 人拉绳子的速度v= 由解之：v物=,图4-5,解法二:应用合运动与分运动的关系,绳子牵引物体的运动中，物体实际在水平面上运动，这个运动就是合运动，所以物体在水平面上运动的速度v物是合速度，将v物按如图4-6所示进行分解.其中:v=v物cos，使绳子收缩.v=v物sin,使绳子绕定滑轮上的A点转动. 所以v物=,图4-6,【例3】一只船从河岸A处渡河 ，河宽d=30m， v水=10m/s，距A 40m的下游有瀑布，为使小船靠岸时，不至被冲进瀑布中，船的划行的最小速度为多少？

8、船的实际速度是多大？,瀑布,v水,【例4】有一艘船以v甲的船速用最短的时间横渡过河，另一艘船以v乙的船速从同一地点以最短的距离过河，两船的轨迹恰好重合（设河水速度保持不变），求两船过河所用时间之比。,【例5】某人乘船横渡一条河，船在静水中的速度及水速一定，此人过河最短时间T1，若此船用最短的位移过河，所需时间T2，若船速大于水速，则船速与水速之比为？,【例9】为测定一艘新建轮船的速度，安排该船沿测量线AB来回航行一次当船从A驶向B时，船头与测量线AB成角，恰能保证轮船沿着测量线航行，航行时间为t1从B驶向A时，仍保证船沿着测量线航行，航行时间为t2若测得航线AB长为s，则船速为多少？,例2一根长为L的杆OA，O端用铰链固定，另一端固定着一个小球A，靠在一个质量为M，高为h的物块上，如图4-7所示，若物块与地面摩擦不计，试求当物块以速度v向右运动时，小球A的线速度vA（此时杆与水平方向夹角为）.,选取物与棒接触点B为连结点.（不直接选A点，因为A点与物块速度的v的关系不明显）.因为B点在物块上，该点运动方向不变且与物块运动方向一致，故B点的合速度（实际速度）也就是物块速度v；B点 又在棒上，参与沿棒