高中物理小船過河問題解析

1、輪船渡河問題：（1）處理方法：輪船渡河是典型的運動的合成與分解問題，小船在有一定流速的水中過河時，實際上參與了兩個方向的分運動，即隨水流的運動（水沖船的運動）和船相對水的運動（即在靜水中的船的運動），船的實際運動是合運動。V水v船v2v11渡河時間最少：在河寬、船速一定時，在一般情況下，渡河時間，顯然，當時，即船頭的指向與河岸垂直，渡河時間最小為，合運動沿v的方向進行。2位移最小若v水v船v結論船頭偏向上游，使得合速度垂直于河岸，位移為河寬，偏離上游的角度為若，則不論船的航向如何，總是被水沖向下游，怎樣才能使漂下的距離最短呢？如圖所示，v水vABEv船設船頭v船與河岸成角。合速度v與河岸成角。

2、可以看出：角越大，船漂下的距離x越短，那么，在什么條件下角最大呢？以v水的矢尖為圓心，v船為半徑畫圓，當v與圓相切時，角最大，根據船頭與河岸的夾角應為，船沿河漂下的最短距離為：此時渡河的最短位移：【例題】河寬d60m，水流速度v16ms，小船在靜水中的速度v2=3ms，問：(1)要使它渡河的時間最短，則小船應如何渡河?最短時間是多少?(2)要使它渡河的航程最短，則小船應如何渡河?最短的航程是多少?解析： (1)要使小船渡河時間最短，則小船船頭應垂直河岸渡河，渡河的最短時間(2)渡河航程最短有兩種情況：船速v2大于水流速度v1時，即v2v1時，合速度v與河岸垂直時，最短航程就是河寬；船速v2小于

3、水流速度vl時，即v2v1時，合速度v不可能與河岸垂直，只有當合速度v方向越接近垂直河岸方向，航程越短?？捎蓭缀畏椒ㄇ蟮?，即以v1的末端為圓心，以v2的長度為半徑作圓，從v1的始端作此圓的切線，該切線方向即為最短航程的方向，如圖所示。設航程最短時，船頭應偏向上游河岸與河岸成角，則，最短行程，小船的船頭與上游河岸成600角時，渡河的最短航程為120m。技巧點拔：對第一小問比較容易理解，但對第二小問卻不容易理解，這里涉及到運用數學知識解決物理問題，需要大家有較好的應用能力，這也是教學大綱中要求培養(yǎng)的五種能力之一?！纠}】在抗洪搶險中，戰(zhàn)士駕駛摩托艇救人，假設江岸是平直的，洪水沿江向下游流去，水流速

4、度為v1，摩托艇在靜水中的航速為v2，戰(zhàn)士救人的地點A離岸邊最近處O的距離為d，如戰(zhàn)士想在最短時間內將人送上岸，則摩托艇登陸的地點離O點的距離為( C )A B0 C D解析：摩托艇要想在最短時間內到達對岸，其劃行方向要垂直于江岸，摩托艇實際的運動是相對于水的劃行運動和隨水流的運動的合運動，垂直于江岸方向的運動速度為v2，到達江岸所用時間t=；沿江岸方向的運動速度是水速v1在相同的時間內，被水沖下的距離，即為登陸點距離0點距離。答案：C【例題】某人橫渡一河流，船劃行速度和水流動速度一定，此人過河最短時間為了T1；若此船用最短的位移過河，則需時間為T2，若船速大于水速，則船速與水速之比為（）(A) (B)(C) (D)解析：設船速為，水速為，河寬為d ，則由題意可知：當此人用最短位移過河時，即合速度方向應垂直于河岸，如圖所示，則聯立式可得：，進一步得【例題】小河寬為d，河水中各點水流速度大小與各點到較近河岸邊的距離成正比，x是各點到近岸的距離，小船船頭垂直河岸渡河，小船劃水速度為，則下列說法