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试题详情及答案解析
(12分)欲划船渡过宽100m的河,船相对河岸的速度v1=5m/s,水流速度v2=3m/s,
(1)若小船在最短时间过河,船头应怎样放置,且渡河的最短时间是多少?
(2)若小船渡河位移最短,船头应怎样放置?且渡河的时间是多少?
(3)若水流速度变为6m/s,而船速不变,则渡河的最短位移是多少?
答案:(1)20s;(2)船头与河水流速的夹角为53°;25s;(3)120m。
试题分析:(1)当以静水中的速度垂直河岸过河的时候渡河时间最短,则t最短==20s;
(2)小船以最短距离过河时,则静水中的速度应该斜着指向上游,合速度垂直河岸,设与河岸的夹角为θ,则由矢量合成的平行四边法则解三角形得:cos==0.6,故船头与河水流速的夹角为53°;
则船垂直河岸行驶的速度为v=m/s=4m/s;所以渡河时间为t==25s;

(3)若水流速度为6m/s,则船速小于水速,故船不能垂直河岸渡河。当合速度的方向与静水速度的方向垂直时,渡河的位移最短,设渡河的最小位移为x,则有,解得x=120m。

考点:速度的合成。