Question

【題目】船在靜水中的速度與時間的關(guān)系如圖甲所示,河水的流速與船離河岸的距離的變化關(guān)系如圖乙所示,則當(dāng)船沿渡河時間最短的路徑渡河時( )

A. 船渡河的最短時間是60 s

B. 要使船以最短時間渡河,船在行駛過程中,船頭必須始終與河岸垂直

C. 船在河水中航行的軌跡是一條直線

D. 船在河水中的最大速度是5 m/s

Answer 1

【答案】B

【解析】試題分析：1．合運動與分運動定義：如果物體同時參與了兩種運動，那么物體實際發(fā)生的運動叫做那兩種運動的合運動，那兩種運動叫做這個實際運動的分運動．

2．在一個具體問題中判斷哪個是合運動，哪個是分運動的關(guān)鍵是弄清物體實際發(fā)生的運動是哪個，則這個運動就是合運動．物體實際發(fā)生的運動就是物體相對地面發(fā)生的運動，或者說是相對于地面上的觀察者所發(fā)生的運動．

3．相互關(guān)系

①獨立性：分運動之間是互不相干的，即各個分運動均按各自規(guī)律運動，彼此互不影響．因此在研究某個分運動的時候，就可以不考慮其他的分運動，就像其他分運動不存在一樣．

②等時性：各個分運動及其合運動總是同時發(fā)生，同時結(jié)束，經(jīng)歷的時間相等；因此，若知道了某一分運動的時間，也就知道了其他分運動及合運動經(jīng)歷的時間；反之亦然．

③等效性：各分運動疊加起來的效果與合運動相同．

④相關(guān)性：分運動的性質(zhì)決定合運動的性質(zhì)和軌跡．

本題船實際參與了兩個分運動，沿水流方向的分運動和沿船頭指向的分運動，當(dāng)船頭與河岸垂直時，渡河時間最短，船的實際速度為兩個分運動的合速度，根據(jù)分速度的變化情況確定合速度的變化情況．

解：A、當(dāng)船頭與河岸垂直時，渡河時間最短，由乙圖可知河寬為300m

t==s=100s，故A錯誤．

B、船的合運動時間等于各個分運動的時間，沿船頭方向分運動時間為t=，當(dāng)x1最小時，t最小，當(dāng)船頭與河岸垂直時，x1有最小值，等于河寬d，故要使船以最短時間渡河，船在行駛過程中，船頭必須始終與河岸垂直，因而B正確；

C、由于隨水流方向的分速度不斷變化，故合速度的大小和方向也不斷變化，船做曲線運動，故C錯誤；

D、當(dāng)v2取最大值4m/s，且船垂直河岸行駛時，合速度為v===5m/s，當(dāng)船偏向下游時，則船的合速度大于5m/s，故D錯誤；

故選：B．