Question

19．一條河寬400m，船在靜水中的速度是4m/s，水流速度是5m/s，則（　�。�

• A． 該船可能垂直到達(dá)對岸
• B． 過河所用最短時間是100s
• C． 船渡河的最小位移為400m
• D． 以上說法都不對

Answer 1

分析 船既隨水向下游運(yùn)動，又相對于水向?qū)Π缎旭�，根�?jù)船相對于水的速度與水流速度的比較，分析船能否到達(dá)正對岸．假設(shè)船頭的指向與河岸的夾角為α，運(yùn)用速度的分解求出船垂直于河岸方向的分速度，分析什么條件時渡河的時間最短，并進(jìn)行求解．運(yùn)用作圖法，根據(jù)三角形定則分析什么條件下船的合速度與河岸夾角最大，則船登陸的地點(diǎn)離船出發(fā)點(diǎn)的最小距離，再由幾何知識求解最小距離．

解答 解：因船在靜水中的航速為4m/s，水流的速度5m/s，大于靜水中船速度．
A、由題，船在靜水中的航速小于水流的速度，根據(jù)平行四邊形定則可知，船的合速度方向不可能垂直于河岸，則船不能到達(dá)正對岸．故A錯誤；
B、將小船的速度分解為垂直河岸和沿河岸方向，在垂直于河岸的方向上，河寬一定，當(dāng)在該方向上的速度最大時，渡河時間最短，所以當(dāng)船頭方向垂直河岸，在該方向上的速度等于靜水航速，時間最短，為t_min=$\fracxnblrtd{{v}_{c}}$=$\frac{400}{4}$=100s．故B正確；
C、船實(shí)際是按合速度方向運(yùn)動，由于v₁、v₂的大小一定，根據(jù)作圖法，由三角形定則分析可知，當(dāng)船相對于水的速度v₁與合速度垂直時，合速度與河岸的夾角最大，船登陸的地點(diǎn)離船出發(fā)點(diǎn)的最小距離．設(shè)船登陸的地點(diǎn)離船出發(fā)點(diǎn)的最小距離為S．根據(jù)幾何知識得$\fractxdntdv{s}$=$\frac{{v}_{c}}{{v}_{s}}$ 代入解得：S=500m．故C錯誤，
D、由上分析可知，故D錯誤；
故選：B．

點(diǎn)評 本題是小船渡河問題，關(guān)鍵是運(yùn)用運(yùn)動的合成與分解作出速度分解或合成圖，分析最短時間或最短位移渡河的條件．