第五章 专题 小船渡河模型(课件)(共21张PPT)-2021-2022学年【扬帆起航系列】人教版(2019)高中物理课件必修第二册

(共21张PPT)
人教版（2019）高中物理必修第二册
第五章 抛体运动
专题 小船渡河模型
授课人：扬帆起航
新课引入
在流动的河水中，若船夫将船头垂直对准河对岸划向对岸，会在对岸的正前方到达， 还是会偏向上游或下游？
新课引入
小船渡河模型
船的实际运动 v（相对于河岸的运动）可看成是随水以速度 v水 漂流的运动和以速度 v船 相对于静水的划行运动的合运动。这两个分运动互不干扰具有等时性。
小船渡河模型
(1)船的实际运动是水流的运动和船相对静水的运动的合运动.
(2)三种速度:v船(船在静水中的速度)、v水(水的流速)、v合(船的实际速度)—实际相对地面的运动，是上述两个分运动的合成
(3)三种情形:
小船过河问题分析
d
当v船 垂直于河岸时（即船头垂直河岸），渡河时间最短：
v船
v水
tmin=
v船
d
v
θ
tanθ=
v水
v船
v船
v水
v沿河岸的分速度
v垂直河岸的分速度
v船
v沿河岸的分速度
v垂直河岸的分速度
当船与河岸方向有夹角时，垂直于河岸的分速度减小。
情形一：渡河的最短时间
其最短时间与水流速度无关
d
当合速度v 方向垂直于河岸时，渡河位移最短，且为河宽d 。
v船
θ
v水
渡河时间：
t = =
v
d
v船 sinθ
d
cosθ=
v船
v水
v
v船>v水
情形二：渡河的最短位移（v船>v水）
即：当有v船>v水时，小船能够垂直过河。
船头斜向上游，与河岸成θ，且满足
小船能到达河的正对岸，其最短路程为河宽d
即：xmin=d
cosθ=
v船
v水
d
当v船方向与合速度v 方向垂直时，有最短渡河位移xmin 。
v船最短位移：
t =
v
xmin
v水
xmin
xmin=
cosθ
d
B
C
D
E
A
v船
θ
θ
θ
渡河时间：
v
v船
情形三：渡河的最短位移（v船即V船⊥V合时，此时渡河位移最短
cosθ=
v水
v船
当船头斜向上游，与河岸成θ，且满足
【例】小船在200 m宽的河中横渡,水流速度是2 m/s,小船在静水中的航速是4 m/s。
(1)要使小船渡河耗时最少,应如何航行
(2)要使小船航程最短,应如何航行
点拨
解析：(1)如图甲所示,船头始终正对河对岸航行时耗时最少,
(2)如图乙所示,航程最短为河宽d,即应使v合的方向垂直于河对岸,故船头应偏向上游,与河岸成α角,有
小船要横渡一条200 m宽的河，水流速度为3 m/s，船在静水中的航速是5 m/s.
(1)当小船的船头始终正对对岸行驶时，它将在何时、何处到达对岸？
(2)要使小船到达河的正对岸，应如何行驶？多长时间能到达对岸？
(sin 37°＝0.6)
(3)如果水流速度变为10 m/s，要使小船航程最短，应如何航行？
【针对练习】
【例2】(多选)关于轮船渡河，下列说法正确的是(　　)
A．水流的速度越大，渡河的时间越长
B．欲使渡河时间最短，船头的指向应垂直河岸
C．欲使轮船垂直驶达对岸，则船的速度与水流速度的合速度应垂直河岸
D．轮船相对水的速度越大，渡河的时间一定越短
BC
课堂练习
1、如图所示，小船沿直线AB过河，船头始终垂直于河岸。若水流速度增大，为保持航线不变，下列说法中正确的是( )
A. 增大船速，过河时间不变
B. 增大船速，过河时间缩短
C. 减小船速，过河时间变长
D. 减小船速，过河时间不变
B
课堂练习
2、一只船在静水中的速度为3 m/s，它要渡过河宽为300 m的一条河，已知水流速度为44 m/s，下列说法正确的是( )
A. 这只船不可能渡过河
B. 这只船的实际航线不可能垂直河岸
C. 这只船相对于岸的速度一定是5 m/s
D. 这只船渡河所用的最短时间为60 s
B
课堂练习
3、如图所示，某人由A点划船渡河，船头指向始终与河岸垂直，则小船能到达对岸的位置是（　　）
A．正对岸的B点 B．正对岸B点的左侧
C．正对岸B点的右侧 D．正对岸的任意点
Ｃ
课堂练习
4、小船以一定的速率垂直河岸向对岸划去，当水流匀速时，它渡河的时间、发生的位移与水速的关系是(　　)
A.水速小时，位移小，时间也小
B.水速大时，位移大，时间也大
C.水速大时，位移大，但时间不变
D.位移、时间大小与水速大小无关
　C
课堂练习
5、小船在静水中的速度是v，今小船要渡过一河流，渡河时小船朝对岸垂直划行，若航行至中心时，水流速度突然增大，则渡河时间将 ( )
A．增大 B．减小 C．不变 D．无法确定
C
课堂练习
6、已知船速大于水速，欲横渡宽为的河流：
①船头垂直河岸正对彼岸航行时，横渡时间最短；
②船头垂直河岸正对彼岸航行时，实际航程最短；
③船头朝上游转过一定角度，使实际航线垂直河岸，此时航程最短；
④船头朝上游转过一定角度，使实际航速增大，此时横渡时间最短；
以上说法正确的是（ ）
A.①② B.③ C.①③ D.②④
C
课堂练习
7、一轮船以一定的速度，船头垂直河岸向对岸行驶，河水匀速流动（河道使直的）。轮船渡河通过的路径和所用时间与水流速度的关系正确的是（ ）
A.水流速度越大，则路程越长，所用时间也越长；
B.水流速度越大，则路程越短，所用时间也越短；
C.水流速度越大，路程越长，但所用时间不变；
D.水流速度增大，路程和时间均不变。
C
想一想
如果：
１、在船头始终垂直对岸的情况下，在行驶到河中间时，水流速度突然增大，过河时间如何变化？
２、为了垂直到达河对岸，在行驶到河中间时，水流速度突然增大，过河时间如何变化？
答案：变长
答案：不变