15小船渡河问题

1、小船渡河问题【专题概述】1 .合运动与分运动的关系等效性各分运动的共同效果与合运动的效果相同等时性各分运动与合运动同时发生和结束,时间相同独立性各分运动之怛J互不相干，彼此独立，互小影响同体性各分运动与合运动的研究对象是同一物体的运动2 .合运动与分运动的求法(1)运动合成与分解：已知分运动求合运动，叫运动的合成；已知合运动求分运动，叫运动的分解。(2)运动合成与分解的法则：合成和分解是位移、速度、加速度的合成与分解，这些量都是矢量，遵循的是平行四边形定则。(3)运动合成与分解的方法：在遵循平行四边形定则的前提下，处理合运动和分运动关系时要灵活采用合适的方法，或用作图法，或用【解析】法，依情况

2、而定。可以借鉴力白合成和分解的知识，具体问题具体分析。3 .小船过河：三种过河情况(1)过河时间最短：小船沿着上述不同的方向运动，走到对岸的时间是不相等的，由于运动的等时性知，在垂直于河岸上的速度越大则过河时间越短，所以此时应该调整小船沿着d的方向运动，则求得最短时间为tmin=(2)过河路径最短：第一种情况：当船速大于水速时£助班.从上图可以看出，当我们适当调整船头的方向，使得船在水流方向上的分速度等于水速，即V1cos1=v2此时水流方向上小船是不动的，小船的合速度即为V向对岸运动，此时小船的最短位移为S二d第二种情况：船速小于水速，那么在水流方向上，船的分速度V|cos二：v2

3、此时无论我们怎么调整船头的方向都没有办法保证水流方向的合速度为零，所以小船一定要向下游漂移，如图A.a力问B.b力向C.c方问D.d方问典例2船在静水中的航速为Vi,水流的速度为)V2,为使船行驶到河正对岸的码头，则V1相对V2的方向应为（A.2.求最短时间典例3小河宽为x是各点到近岸的距离A.B.C.d,河水中各点水流速度大小与各点到较近河岸边的距离成正比,.小船划水速度大小恒为Vo,小船的运动轨迹为直线水流速度越大，小船渡河所用的时间越长小船渡河时的实际速度是先变小后变大船头始终垂直河岸渡河.则下列说法正确的是（）4Vo5当合速度的方向与船相对水的速度的方向垂直时，合速度的方向与河岸的夹角

4、最短，渡河航程最小;根据几何关系，则有：d=V1,因此最短的航程是：s=V2dsV2Vi【典例精讲】1.求最短位移典例1如图，小船在静水中航行速度为10m/s,水流速度为5m/s,为了在最短距离内渡河，则小船30。）（）船头应该保持的方向为（图中任意两个相邻方向间的夹角均为D.-2vo3d小船到达离河对岸处，船的渡河速度为43.船速大于水速典例4（多选）如图所示，某人由A点划船渡河，船头指向始终与河岸垂直，则（）A.船头垂直河岸渡河所用时间最短B.小船到达对岸的位置为正对岸的B点C.保持其他条件不变，小船行至河中心后，若水流速度突然增大，则渡河时间变长D.保持其他条件不变，小船行至河中心后，若

5、水流速度突然增大，则渡河位移变大典例5（多选）在宽度为d的河中，水流速度为V2,船在静水中速度为vi（且vi>V2）,方向可以选择，现让该船开始渡河，则该船（）dA.可能的最短渡河时间为一V2B.可能的最短渡河位移为dC.只有当船头垂直河岸渡河时，渡河时间才和水速无关D.不管船头与河岸夹角是多少，渡河时间和水速均无关4 .水速大于船速典例6（多选）一船在静水中的速度是6m/s,要渡过宽为180m水流速度为8m/s的河流，则下列说法中正确的是（）A.船相对于地的速度可能是15m/s8 .此船过河的最短时间是30sC.此船可以在对岸的任意位置靠岸D.此船不可能垂直到达对岸9 .综合题典例7已

6、知某船在静水中的速度为vi=4m/s,现让船渡过某条河。假设这条河的两岸是理想的平行线河宽为d=100m,水流速度为V2=3m/s,方向与河岸平行，（1）欲使船以最短时间渡河，航向怎样？最短时间是多少？船发生的位移有多大？（2）欲使船以最小位移渡河，航向又怎样？渡河所用时间是多少？【总结提升】解决小船渡河问题应注意的两个问题（1）渡河时间只与船垂直于河岸方向的分速度有关，与水速无关（2）渡河位移最短值与船速与水速的大小有关，当船速大于水速时，最短位移为河宽当船速小于水速时，应利用图解法求极值的方法处理船头垂直于河岸时，航行时间最短，,t.-Amin-V船在处理此问题时要注意三个速度值：小船在静

7、水中的速度、水流的速度、船的实际速度。【专练提升】1、（多选）在一条宽200m的河中，水的流速V1=1m/s,一只小船要渡过河至少需要100s的时间.则卜列判断正确的是（）A.小船相对于静水的速度为2m/sB.无论小船怎样渡河都无法到达正对岸C.若小船以最短时间渡河，到达对岸时，距正对岸100mD.若小船航向（船头指向）与上游河岸成60。角，则小船渡河位移最短2、（多选）甲、乙两船在同一条河流中同时开始渡河，河宽为H,河水流速为V。，划船速度均为v,出发时两船相距23H,甲、乙两船船头均与河岸成3则下列判断正确的是（）A.甲、乙两船到达对岸的时间不同B.v=2V0C.两船可能在未到达对岸前相遇

8、D.甲船也在A点靠岸60°角，如图所示.已知乙船恰好能垂直到达对岸A点,3、一艘小船要从O点渡过一条两岸平行、宽度为d=100m的河流，已知河水流速为V1=4m/s,小船在静水中的速度为V2=2m/s,B点距正对岸的A点X0=173m下面关于该船渡河的判断，其中正确的是（）A.小船过河的最短航程为100mB.小船过河的最短时间为25sC.小船可以在对岸A、B两点间任意一点靠岸D.小船过河的最短航程为200m4、如图所示，河水流动的速度为v且处处相同，河宽度为a.在船下水点A的下游距离为b处是瀑布.为了使小船渡河安全（不掉到瀑布里去）)avA.小船船头垂直河岸渡河时间最短，最短时间为t

9、=-.速度最大，最大速度为VmakbB.小船轨迹沿y轴方向渡河位移最小.速度最大，最大速度为上年仆2行C.小船沿轨迹AB运动位移最大、时间最短.速度最小，最小速度Vmin=avbD.小船沿轨迹AB运动位移最大.速度最小，最小速度vbvmin=,a2b25、如图所示，甲、乙两船在同一河岸边A、B两处，两船船头方向与河岸均成0角，且恰好对准对岸边C点.若两船同时开始渡河，经过一段时间t,同时到达对岸，乙船恰好到达正对岸的D点.若河宽d、河水流速均恒定，两船在静水中的划行速率恒定,不影响各自的航行，下列判断正确的是（A.两船在静水中的划行速率不同B.甲船渡河的路程有可能比乙船渡河的路程小C.两船同时

10、到达D点D.河水流速为bA至B,位移为6、如图所示，两次渡河时船相对水的速度大小和方向都不变.已知第一次实际航程为xi,实际航速为vi,所用时间为ti.由于水速增大，第二次实际航程为A至C,位移为X2,实际航速为v2,所用时间为t2，U（）XiviB.t2>ti,v2=X2Xivit2=ti,v2=X2xv_A.t2>t1,v2=XiX2vi_C.t2=ti,V2=DXi小船渡河问题答案【典例精讲】典例1【答案】C【解析】因为水流速度小于船在静水中速度，则合速度与河岸垂直时，渡河航程最短，最短航程等于河的宽度；因船在静水中速度为10m/s,水流速度为5m/s,设船头与河岸的夹角为0

11、,则有水流速度与船在静水中速度的夹角为cos=1,即=60°则船头与河岸的夹角为60°,且偏向上游，由图可知，C2正确，A,B,D错误.典例2【答案】C【解析】根据小船渡河问题的知识，可知要使船垂直到达正对岸即要船的合速度指向对岸.根据平行四边形定则，合运动方向与水速垂直，仅C能满足典例3【答案】D1解析】小船在沿河岸方向上做匀速直线运动，在垂直于河岸方向Lt做变速运动，合加速度的方向与合速度方向不在同一条直拨上，做曲线运动jA错误y水流不能帮锚渡河，渡河时间与水流速度无关，B错误f小船的实际速度是划行速度与水流速度的矢量和，即用+哄,而计肃先增大后减小,所以小船渡河时的实

12、际速度是先变大后变小，C错误小船到达离河对岸?处，即离河岸?水流速为%tF%,44则口=J喏+或D正确手故送D典例4【答案】AD【解析】当船头垂直河岸渡河所用时间最短，故A正确亨小船在垂直于河岸方向和沿河岸方向都有位移，根据运动的合成，合位移的方向指向下游方向，所以小船到达对岸的位置是正对岸E点的右侧j故B错误3当水流加快,没有响船在静水中的速度，则过河的时间将不变，故C错误；小船行至河中心后，若水流速度突然僧大，则船的合速度增大，那么渡河位移变大，故D正确一典例5【答案】BDd【解析】当船头与河岸垂直时，渡河时间最短，为一，因而A错误；当合速度与河岸垂直时，渡河位%移最小，为d,故B正确；将

13、船的实际运动沿船头方向和水流方向分解，由于各个分运动互不影响，因而渡河时间等于沿船头方向的分运动时间，为t=一（xi为沿船头指向的分位移）显然与水流速度无关，因而C4错误，D正确。典例6【答案】BD【解析】船相对于地的速度的可能值处在工14m/s之间,选项A错误j当船头垂直河岸渡河时，船过河的时间最短，最短时间是t=30选项B正确宁因为船在静水中的速度小于水流速度，船的合速度不可能垂直对岸，所以船不能垂直到达河对岸，选项C错误，D正确.本题答案为B、D.典例7【答案】(1)当船在垂直于河岸方向上的分速度最大时，渡河所用时间最短125m(2)当船的实际移动速度方向垂直于河岸时，船的位移最小10&

14、#176;6s7【解析】0(1)当船在垂直于河岸方向上的分速度最大时，渡河所用时间最短,河水流速平行于河岸,不影响渡河时100m间,所以当船头垂直于河岸向对岸渡河时,所用时间最短,则最短时间为t4】*1=25s。如图所示,当船到达对岸时，船沿河流方向也发生了位移，由直角三角形的知识可得，船的位移为1=匹(0!,由题意可得x=V2t=3m/sx25s=75m,代入得l=125m。(2)分析可知法船的实际移动速度方向垂直于河岸时船的位移最小，因船在静水中的速度为vi=4M氏于水流速度卞§山氏桢可以使船的实底速度方向垂直于河岸。如图所示装船头斜指向上游河对岸出与河岸所成夹角为包则有Vico

15、sg吃C05=1s=arccos，,故船头斜指向上游河对岸,目与河岸所成的夹角为导渐用的时间为后=温=半【专练提升】1、【答案】ACD一一dd200【解析】当小船的船头始终正对对斥时，渡河时间取短：t=;因此v船=m/s=2m/s;%t100修小船以最短时间渡河，到达对岸时，距正对岸的距离，x=v水t=1X100m=100m即在正对岸下游100m处靠岸.故A,C正确；当合速度与河岸垂直，小船到达正对岸.设静水速的方向与河岸的夹角为0.忒1cos0=7;国2解得：0=60°,故B错误，D正确.2、【答案】BDHE解析】渡河寸潮油由,乙能垂直于河岸渡河,对Z船由m附=*用,甲船在该段时间

16、内沿水'流方向的位移为®cm60+vd)rj7许二产丛触子配A点/小镒A.C错误,B*B正确.3、【答案】DE解析】因为水流速度大于船静水速度，所以合速度的方向不可能垂直河岸，则小船不可能到达正对岸.当合速度的方向与相对水的速度的方向垂直时，合速度的方向与河岸的夹甬晟短，渡河航程最小才根据几何关系，则有；W=%,因此最矩的航程是:5巧IJJm=200ui,故A，C稳误，D正脸;国当船静水速的万向匕i河岸垂直时，渡河时间曷短，最短时间:d1qo仁:甘工如与故B错误-Vj-o4、【答案】Da【解析】当小船船头垂直河岸渡河时间最短，最短时间为：t=一,故A错误；小船轨迹沿y轴方向渡%河位移最小，为a,但沿着船头指向的分速度必须指向上游，合速度不是最大，故B错误；由图，小船沿轨迹AB运动位移最短，由于渡河时间，与船的船头指向沿垂直河岸的分速度有关，故时间不一定最短，故C错误；要充分利用水流的速度,故要合速度要沿着AB方向，此时位移显然是最大的.的速度最小，故：b旧+b：的加十-_=,故v合=;故D正确.V七&T+JT5、【答案】C【解析】由题意可知，两船渡河侧间相等，两船沿垂直