要点探究第22讲例2船在静水中的速度为v,流水的速度为u,河宽为L.(1)为使渡河时间最短,应向什么方向划船?此时渡河所经历的时间和位移各为多大?(2)当v>u时,为使渡河通过的位移最短,应向什么方向划船?此时渡河所经历的时间和所通过的位移各为多大?
第22讲 │ 要点探究 例 2 船在静水中的速度为 v,流水的速度为 u,河 宽为 L.(1)为使渡河时间最短,应向什么方向划船?此时 渡河所经历的时间和位移各为多大?(2)当 v>u 时,为使 渡河通过的位移最短,应向什么方向划船?此时渡河所 经历的时间和所通过的位移各为多大?
要点探究第22讲例2((1)垂直河岸TL(2)偏上游与河岸夹角a三arccos7
第22讲 │ 要点探究 例 2 (1)垂直河岸 L v L v u 2+v 2; (2)偏上游与河岸夹角 α=arccos u v L v 2-u 2 L
要点探究第22讲解析(1)为使渡河时间最短,必须使垂直于河岸的分速度尽可能大,即应沿垂直于河岸的方向划船,则渡河经历的时间福为t=ul小船沿平行河岸的分位移为s一uti=所以小船渡河位移xi=L+s2=uI
第22讲 │ 要点探究 [解析] (1)为使渡河时间最短,必须使垂直于河岸的分速度 尽可能大,即应沿垂直于河岸的方向划船,则渡河经历的时间 为 t1= L v, 小船沿平行河岸的分位移为 s′=ut1= uL v , 所以小船渡河位移 x1= L 2+s′2= L v u 2+v 2
第22讲要点探究2)为使渡河路程最短,必须使船的合速度方向尽可能垂直于河岸。当u时,划船的速度方向与河岸夹α角偏向上游方向,合速度方向垂直于河岸,如图所示。由图知cosa=L=usinat2,X2=L,u解得a=arccos728
第22讲 │ 要点探究 (2)为使渡河路程最短,必须使船的合速度方向尽可能 垂直于河岸.当 v>u 时,划船的速度方向与河岸夹 α 角 偏向上游方向,合速度方向垂直于河岸,如图所示. 由图知 cosα= u v, L=vsinα·t2,x2=L, 解得 α=arccos u v, t2= L v 2-u 2
要点探究第22讲【点评小船在流水中渡河时,同时参与了两个方向上的分运动,其一是船随流水的运动,其二是船相对于水的运动(即在静水中船的运动),船的实际运动为合运动。因船随流水的分运动速度平行河岸,所以渡河时间取决于小船相对静水的分速度01.当小船相对静水的分速度0.垂直河岸时,渡河时间最短,此时船身与河岸垂直。最短渡河位移是指合运动的位移最短,该情况下必须满足合速度的方向垂直于河岸的条件,即01>02当U<V时,合速度不可能垂直于河岸,无法垂直河岸渡河此情况下最短渡河位移确定方法如下:如图所示,以船随流水的分运动速度U2末端为圆心,以船相对静水的分速度U为半径画圆,则2起点向圆弧所作的切线的方向就是航程最短情况下的合速度方向.由图可知sinod01U1船过河最短航程x短dsina02V2
第22讲 │ 要点探究 [点 评] 小船在流水中渡河时,同时参与了两个方向上的分运动, 其一是船随流水的运动,其二是船相对于水的运动(即在静水中船的运 动),船的实际运动为合运动. 因船随流水的分运动速度 v2 平行河岸,所以渡河时间取决于小船 相对静水的分速度 v1,当小船相对静水的分速度 v1垂直河岸时,渡河 时间最短,此时船身与河岸垂直. 最短渡河位移是指合运动的位移最短,该情况下必须满足合速度的 方向垂直于河岸的条件,即 v1>v2. 当 v1<v2 时,合速度不可能垂直于河岸,无法垂直河岸渡河.此情 况下最短渡河位移确定方法如下:如图所示,以船随流水的分运动速度 v2 末端为圆心,以船相对静水的分速度 v1 为半径画圆,则 v2 起点向圆 弧所作的切线的方向就是航程最短情况下的合速度方向.由图可知 sinα = v1 v2 ,船过河最短航程 x 短= d sinα = v1 v2 d