小船渡河、关联速度PPT课件

1、(最新整理)小船渡河、关联速度PPT2021/7/261一、小船渡河问题 小船在有一定流速的水中渡河时，将船渡河的运动看作参与两个方向的分运动，即随水以速度 v水 漂流的运动和以速度 v船 相对于静水的划行运动，这两个分运动互不干扰具有等时性。 注意：船的实际运动 v（相对于河岸的运动） 是合运动。方法技巧v2021/7/262 问题1：小船如何渡河时间最短？ 【例1】一条宽度为d的河流，已知船在静水中的速度为V船，水流速度为V水，那么：dv水 【解析】设船头斜向上游与河岸成任意角，这时船速在垂直于河岸方向的速度分量：v船v2v1v1=v船sin 渡河所需时间为：t=d /v船sin 当船头与

2、河岸垂直时（=900），渡河时间最短：t min=d /v船d2021/7/2632. 船在静水中的航速为v1，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() 解析：为使船行驶到正对岸，必须使v1、v2的合速度方向指向正对岸，只有C图象正确答案： C2021/7/264 【例2】一条宽度为d的河流，已知船在静水中的速度为V船，水流速度为V水，那么： 问题2：若V船V水，怎样渡河位移最小？ 【解析】渡河的最小位移即河的宽度。为了使渡河位移等于d，必须使船的合速度v的方向与河岸垂直。这是船头应指向河的上游，并与河岸成一定的角度。Lv船v水v 根据三角函数关系有：V船co

3、s=V水 0cos1 只有在V船V水时，船才有可能垂直于河岸横渡。2021/7/265 当V船V水时，位移最短为河宽d。 此时渡河所用的时间Lv船v水v 船头与上游夹角满足2021/7/266 【例2】一条宽度为d的河流，已知船在静水中的速度为V船，水流速度为V水，那么： 问题2：若V船V水，怎样渡河位移最小？ 【解析】如果水流速度大于船上在静水中的航行速度，则不论船的航向如何，总是被水冲向下游。怎样才能使漂下的距离最短呢？AOxmin2021/7/267结论：当v船 v水时，最短航程不等于河宽d。船头指向与上游河岸成：AOdxmin最短位移：过河时间：2021/7/268 【练31】小船在静

4、水中速度为v，今小船要渡过一条小河，船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直.若航行到河中间时，水流速度增大，则渡河时间与预定的时间相比（）A.减少B.不变C.增加D.无法确定 【解析】小船实际上参与了两种运动.一种是垂直河岸的以恒定速度来渡河，另一种是随水以水流速度向下漂移.而渡河时间只由河宽与垂直河岸的速度共同来决定，由分运动的独立性可知，水流速度不影响渡河时间，它只影响小船登陆地点和运动轨迹.B2021/7/269 【练32】 （满分样板12分） 河宽L300 m，水速u1 m/s，船在静水中的速度v3 m/s，欲分别按下列要求过河时，船头应与河岸成多大角度？过河时间是多少？ （1）以最短时间

5、过河； （2）以最小位移过河； 【解析】 （1）以最短时间渡河时，船头应垂直于河岸航行，即与河岸成900角最短时间为：tL v300 3s100 sLvuv合2021/7/2610 （2）以最小位移过河，船的实际航向应垂直河岸，即船头应指向上游河岸设船头与上游河岸夹角为，有：Lvuv合 vcos=u， =arccosu/v=arccos1/3.sin1cos2223渡河时间为tLvsin3003sin s106.4 s2021/7/2611二、绳(杆)连接物问题 绳子末端运动速度的分解，应按运动的实际效果进行分解 如图所示，人用绳子通过定滑轮拉物体A，当人以速度v0匀速前进时，物体A的实际运动

6、也即为物体A的合运动(即绳的末端的运动)可看做两个分运动的合成：(1)沿绳的方向被牵引，绳长缩短，绳长缩短的速度 即等于v0.vv v v2021/7/2612 【例4】如图所示，绳子以恒定速率v 沿水平方向通过定滑轮牵引小船靠岸，当绳子与水面夹角为时，船的速度为多大？vACvvv船 【解析】1沿绳子方向两个绳连接的物体沿绳子方向的速度大小相等（ v =v ）。 2当绳与物体运动方向有夹角时，沿绳子方向和垂直绳子方向速度为分速度.物体运动的方向为合速度方向。v船 =v/cos绳子末端速度的分解方法2021/7/2613绳子末端速度的分解方法 【练41】如图所示，汽车沿水平路面以恒定速度v前进，

7、则当拉绳与水平方向成角时，被吊起的物体M的速度vM为多大？vvvvM 【解析】寻找分运动效果。vM =vcos物体M 处于平衡？超重？失重？2021/7/2614 【练42】如图所示，以速度v沿竖直杆匀速下滑的物体A，用细绳通过定滑轮拉动物体B在水平桌面上运动，当绳与水平面夹角为时，物体B的速率为多大？ 【解析】寻找分运动效果【答案】 vB=vsin2021/7/2615 如图所示，在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下，当小车匀速向右运动时，物体A的受力情况是() A. 绳的拉力大于A的重力B. 绳的拉力等于A的重力C. 绳的拉力小于A的重力D. 拉力先大于重力，后小于重力2021/7/2616【

8、点拨】 解析：车水平向右的速度(也就是绳子末端的运动速度)为合速度，它的两个分速度v1、v2如图所示，其中v2就是拉动绳子的速度，它等于A上升的速度由图得v1vsin ，v2vcos ， 小车匀速向右运动过程中，逐渐变小，可知v2逐渐变大，故A做加速运动，由A的受力及牛顿第二定律可知绳的拉力大于A的重力. 故选A正确答案： A2021/7/2617 【备选题】如图所示，A、B 两物体用细绳相连，在水平面上向左运动，当=45 ，=30 时，物体 B 的速度为2 m/s ，这时A 的速度为多大？ ABvAvAvAvBvBvB 【解析】沿绳的方向上各点的速度大小相等2021/7/2618 小船在河中

9、参与了两个运动，一是小船自身的运动，二是随水流的运动，小船的实际运动是这两个运动的合成，解答时往往想当然地确定分速度方向而不是按照平行四边形定则确定分速度方向从而造成错误 有一小船正在渡河，离对岸50 m时，已知在下游120 m处有一危险区，假设水流速度为5 m/s，为了使小船不通过危险区到达对岸，小船相对静水的最小速度应是()A. 2.08 m/s B. 1. 92 m/s C. 1. 58 m/s D. 1. 42 m/s2021/7/2619【剖析】由于速度是矢量，矢量的运算法则是平行四边形定则，所以要求解船的最小速度，必须通过做平行四边形定则进行分析方法一：如图所示小船以最小速度渡河时，从A出发，