探讨在v_静〈v_水情况下的最短航程

题目设小河的宽度为d,小船在静水中的速度为v1,水流速度为v2,且v1〈v2,怎样航行航程最短？解法1作图法如图1所示,以水流速度v2的矢端为圆心,船在静水中的速度v1的大小为半径作圆,由矢量图不难发现：当合速度v与圆相切时（v⊥v1）时,航程最短.设船的最短航程为smin,     

一题多变

〔例1〕一小船在静水中的航速v2=4m/s,河水此时的流速是v1=3m/s,河宽d=400m。若要使小船以最短的时间过河,则小船的实际位移是多少?其对地速度是多少?过河所用时间是多少?〔分析〕如图1所示,若要使小船以最短的时间过河,小船的船头得始终指向对岸,在垂直于河岸方向做速度是v2的匀速直线运动,在平行于河岸方向做速度是v1的匀速直线运动。因为小船实际的运动是两个分运动的合运动,根据合运动和分运动有等时性,小船过河的时间决定于船速沿垂直于河岸方向的分量,而只有船头指向对岸时,在垂直于河岸方向才有最大的船速分量。〔解〕设过河所用时间…     

“最短航程问题”求解二法

已知水流速度v1和船在静水中行驶速度v2(v2&;lt;v1)，河宽是d，问什么情况下船渡河的航程最短，并求航程最短值，这是很多学生在处理渡河问题时最棘手的问题，现给出求解最短航程问题的两种方法。     

小船过河问题的探讨

小船过河问题是高中物理较为常见的一类 题目．为了便于理解和掌握．现予以归纳总结并 给出相关结论的证明． 设水流速度为v1,船的速度为v2,河的宽度 为d,计算: 一、在什么条件下小船过河时间最短?最 短时间是多少? 解:令船头方向与河岸上游方向的夹角为 θ角时,过河时间最短,将船速正交分解如图1     

小船渡河问题分析

小船渡河时,可把它的运动分解为两个分运动:一是小船相对水的运动(设河水静止时船的运动,即船在静水中的运动);另一个是船随水流的运动(水冲船的运动,等于水流的运动),船的实际运动为合运动。设河宽为d,船在静水中的运动速度为v1河水速度为v2,船的合速度为v。(1)要使渡河时间最短,应使船头正对河岸驶,如图1所示,此时,t=d/v1。(2)要使小船过河路径最短:a、若v1>v2,应将船头偏向上游,使合速度方向垂直于河岸,如图2所示,此时路径最短,最     

如何解线段和最短问题

在实际问题中,常会遇到求相接线段之和最短的问题.解这类问题一般要用到轴对称的知识,下面举例说明:例1(2005年广东茂名中考题)如图1,有一个小船.(1)若把小船平移,使点A平移到点B.请你在图中画出平移后的小船;(2)若该小船先从点A航行到达岸边l的点P处补给后,再航行到点B,但要求航程最短,试在图中画出点P的位置.解析:(1)先画出小船图形中的7个顶点平移后的对应点,然后按小船的形状连接起来.各点的平移规律是:先向上平移1格,再向右平移7格;或先向右平移7格,再向上平移1格.平移后的小船图形如图2所示.(2)先找出点A关于岸边(即直线l)的对称点…     

巧用功能原理处理联体速度的合成与分解

问题如图1,通过滑轮用一轻绳拉湖面上的小船,使小船靠岸,设水平匀速拉绳的速度为v1,求:当轻绳与水平面夹角为θ时,小船的靠岸速度v2(错不解计滑轮摩擦)。由于同一段轻绳各点速度大小相等,所以拴着船的轻绳端点速度大小也是v1,把v1沿水平方向和竖直方向即为小船靠岸速度的大小v1cosθ。错解剖析小船靠岸的运动是实际运动,拴船的轻绳在船头端处的“结点”,实际是和船具运有动相是同的合运运动动状。态,因此应该视该“结点”处绳的常规解析把小船的靠岸运动速度v2分解:一个沿轻绳方向的分速度(大小等于v1),另一个垂直轻绳的分速度,见S图3。因…     

巧用几何圆解物理题

圆的知识在物理学中应用非常广泛 .物体在向心力作用下做匀速圆周运动 ,天体运动的轨道近似为圆 ,用参考圆分析简谐振动等 .用圆的有关知识解题 ,也常收到快捷之功 .一、用圆的切线求解最值问题例 1　一条河宽为 d=2 0 0 m,小船在静水中的速度 v1=2 m/s,水流速度 v2 =4 m/s.求小船过河的最短位移 .图 1分析与解　由于水流速度大于船在静水中的速度 ,所以 ,小船不可能垂直过河 ,最短位移不再等于河宽 .本题用矢量图示并结合圆进行分析 ,比较容易理解和求解最短位移 .小船的合速度沿圆的切线方向时过河有最短位移 .如图 1所示 ,由三角形的相似…     

曲线运动中的三个相对速度

在高中物理曲线运动这一章的学习中,我们遇到了有关相对运动的几种情况. 1 运动的合成与分解中小船过河问题里的船在静水中的速度 例1 一条河宽S=100m,水流速度是2m/s,船在静水中的速度是4m/s,求:(1)要使船以最短的时间渡河到对岸,船头所指的方向与河岸间的夹角为多大?船渡河到对岸所需的最短时间是多少?船渡河发生的位移多大?(2)要使船以最短的距离到对岸,船头所指方向与河岸间的夹角多大?船到对岸所需的时间为多少?     

两船渡河所用时间之比为多少

甲、乙两船在静水中的航行速度分别为v甲和v乙,两船从同一渡口向河对岸划去。已知甲船想以最短时间过河,乙船想以最短航程过河,结果两船抵达对岸的地点恰好相同,则甲、乙两船渡河所用时间之比t甲:t乙=______。两船渡河所用时间之比为多少@唐玉林     

巧设情景 突破难点—小船速度分解问题探讨

1　问题提出如图 1所示 ,某人通过定滑轮牵引一小船 ,若人拉绳的速率恒为v,设牵绳与水面的夹角为θ ,则关于船速v船 与θ的关系 ,正确的是 :图 1A .v船 =vsinθ.B .v船 =vcosθ.C .v船 =v/cosθ.D .v船 =v/sinθ.错解 :很多学生往往把绳速v正交分解为竖直向上的分速度v1和水平方向的分速度v2 ,且v船=v2 .如图 2 ,v船 =v2 =vcosθ,故选B .图 2　　　　　　　　　　　　图 3正确的解法 :将船速v船 分解为沿绳方向的收绳分速度v和垂直于绳方向的转动分速度v⊥ ,如图 3,v船=v/cosθ ,故正确答案是C .该问题的难点在于学生不理解船速v船 及两…     

小船渡河问题分析及模型求解方法总结

<正>一、小船渡河问题分析(1)船的实际运动是水流的运动和船相对静水的运动的合运动。(2)三种速度:v_1(船在静水中的速度)、v_2(水流速度)、v(船的实际速度)。(3)三种情景:①过河时间最短:船头正对河岸时,渡河时间最短,t_短=*d/v_1(d为河宽)。②过河路径最短(v_2v_1时):合速度不     

船渡河问题的一题多解

设河宽为d，船在静水中速度为v1，河流的速度为v2(v2&;gt;v1)，不计船受到的阻力，在什么情况下船渡河的航程为最短?     

绳子拉船模型及其应用

绳子拉船模型是物理问题中一个比较常见、非常有用的物理模型 .如果学生正确地掌握了这个模型 ,不仅对理解运动的合成与分解的涵义大有益处 ,而且还可以举一反三 ,触类旁通 ,提高解题的速度和技巧 .一、模型原题如图 1所示 ,通过绕定滑轮的绳子拉动停在平静的湖面上的小船 ,当绳的 AO段与水平方向成θ角 ,拉动绳子的速度为 v时 ,小船前进的速度为多大 ?(设绳子一直是拉紧的 )　　　　图 1　　　　　　　　图 2解法一　运动分解法 :与小船相连的绳端 A的实际运动速度与小船的前进速度相同 ,其方向为水平向左 .当小船向左运动时 ,定滑轮右侧…     

对小船匀速牵引问题的进一步讨论

在一些高中力学参考资料中 ,经常出现以下题目 :图 1如图 1所示 ,在水面上方 h处 ,有人通过定滑轮匀速地拉动绳子牵引水面上质量为 m的小船 .如果拉动绳子的速度是 v0 ,当斜绳与水平方向的夹角为θ时 ,小船移动的速率是多少 ?许多学生往往习惯地把拉动绳子的速率 v0 沿竖直和水平两个方向分解 ,如图 2所示 ,错误地把水平分量当作船速 ,v=v0 cosθ.图 2在普通物理中 ,这个问题很容易通过求导来解决 .设小船在图中位置时绳子长 r,小船与岸距离 x,根据勾股定理 ,有x2 h2 =r2 ,对上式求时间的导数 ,2 x x· 2 h h· =2 r r·,其中 r· 就是拉动…     

小船过河速度关系演示器的自制与实验设计

为了便于直观、形象地演示在小船过河速度关系实验中水流的速度v_水,船航行的速度v_船及船在水中相对岸的实际速度v的关系,笔者经过反复研究、实践,制作了小船过河速度关系演示器。该实验装置结构简单,取材容易,操作简便。在课堂上既方便学生动手操作,又适用于教师演示实验。现将该装置的制作和使用方法介绍如下。     

小船过河中的最小值问题

一、过河时间最短例1 已知小船在静水中的运动速度为v1,某条河的宽度为L,河水的流速处处相等且大小为v2,小船怎样过河,过河时间最短?     

一个研究性问题的补充教学

全日制普通高级中学数学教科书 (试验修订本·必修 )第一册 (下 )研究性课题“向量在物理中的应用”中有这样一个问题 :“如图 1所示 ,一条河的两岸平行 ,河的宽度 d=5 0 0 m,一艘船从 A点出发航行到河的正对岸 B处 ,船航行的速度 | v1| =10 km/ h,水流速度 | v2 | =4 km/ h,那么 v1与 v2 的夹角θ(精确到 1°)多大时 ,船才能垂直到达 B处 ?船行驶多长时间 (精确到 0 .1min) ?图 1课堂上 ,在我的引导下 ,学生完成了课本上两个问题的研究 ,并对第二个问题达成共识 :只要保持船头与河岸垂直 ,则过河所用的时间最短 ,这时船没有垂直到达对岸 …     

横看成岭侧成峰

题 在一个很大的湖岸边（湖岸可视为直线）停放着一艘小船,由于缆绳突然断开,小船被风力推动,其方向与湖岸成a=15°角,速度为v=2．5m／s．同时岸边一人,从同一地点开始追赶小船,已知他在岸上跑的速度为v1=4m／s,在水中游的速度为v2=2m／s,问此人能否追上小船？若小船速度改变,则小船能被人追上的最大速度是多少？     

浅析速度的分解

运动的合成和分解中,速度合成问题相对比较简单,同学们一般不会感到很大困难,但对于速度分解尤其对含有转动分速度的分解问题往往出错或无从下手.如图1所示,人拉绳的速度为v,小船运动速度多大?(绳与水平方向夹角为θ).很多同学把绳拉船速度v当做合速度,把v沿水平和竖直两方向进行分解得到小船运动速度v1=cosθ,这种分解是错误的,其一