(共17张PPT)
高一物理必修2
第五章曲线运动
专题-小船渡河
包头市百灵庙中学
史殿斌
思路与方法
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.小船要渡过宽度为d的河流,船在静水的速度v船,河水的水流速度v水。则小船的合运动是做匀速直线运动。船实际运动的速度是合速度。
3.其渡河方式分以下三种情况:渡河时间最短;渡河路程最短(v船>v水);渡河路程最短(v船<v水)
1.渡河时间最短
当小船的速度垂直于河岸航行时,渡河时间最短。如图所示。
合速度v= ,合速度方向
与河岸夹角为α,tanα=v船/v水
渡河的时间t=d/v船=ι/v=x/v水
渡河的合位移为s=vt=d /v船
2.渡河路程最短(v船>v水)
在(v船>v水)的情况下,当合速度垂直于河岸,渡河路程最短。如图所示。
合速度v= ,
合速度方向与河岸垂直。
船速度方向偏向上游与河岸
夹角为α,cosα=v水/v船
渡河的时间t=d/v=d/ ,渡河的合位移为s=d。
3.渡河路程最短(v船<v水)
在 v船<v水 的情况下,当合速度与船的速度垂直时,渡河的路程最短。如图所示。
合速度v= ,合速度的
方向与船速度方向垂直。
合速度方向与河岸夹角为θ,
则:sinθ=v船/v水
渡河的合位移为s短,可利用三角形相似计算,即△ABC与三个速度围成的三角形相似,
根据对应边成比例可得,
s短/d=v水/v船,
因此渡河的合位移s短=v水d/v船。
渡河的时间t=s短/v=v水d/v船 。
课堂训练
1.小船在240m宽的河中横渡,水流速度为3m/s,船在静水中的航速是5m/s,求:
(1)当小船的船头始终正对河岸行驶时,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?
t=48s,下游x=144m.
小船速度方向偏上游与河岸夹角θ=530,t=60s.
课堂训练
2.小船在240m宽的河中横渡,水流速度为5m/s,船在静水中的航速是3m/s,求:
要使小船渡河的航程最短,应如何行驶? 航程最短是多少?多长时间能到达对岸?
小船速度方向偏上游与河岸夹角θ=530,s=400m,t=100s.
3.如图所示,河宽d=100m,设河水流速为v1,船在静水中的速度为v2,小船从A点出发,在渡河时,船身保持平行移动,若出发时船头指向河对岸的上游B点处,经过10min,小船恰好到达正对岸的C点。若出发时船头指向河正对岸的C点,经8min小船到达C点下游的D处。求:
(1)船在静水中的速度v2的大小
(2)河水流速的v1大小
(3)在第二次渡河中小船
被冲向下游的距离CD
(1)v2=12.5m/min,(2)v1=7.5m/min,(3)CD=60m.
4.某人划船渡一条河,当划行速度和水流速度一定,且划行速度大于水流速度时,过河的最短时间是t1;若以最小位移过河,需要时间t2 ,则船的划行速度v1和水流速度v2之比为( )
A.t2 :t1 B.t2 :
C.t1 : D.t1 :t2
B
5.如图所示,MN是流速稳定的河流,河宽一定,小船在静水中的速度大小一定,现小船自A点渡河,第一次船头沿AB方向与河岸上游夹角为α,到达对岸;第二次船头沿AC方向与河岸下游夹角为β,到达对岸,若两次航行的时间相等,则(?? )
A.α=β
B.α<β
C.α>β
D.无法比较α与β的大小
A
6.小船横渡一条两岸平行的河流,船本身提供的速度(即静水速度)大小不变、船身方向垂直于河岸,水流速度与河岸平行,已知小船的运动轨迹如图所示。则( )
A.越接近河中央水流速度越大
B.越接近河岸水流速度越大
C.无论水流速度是否变化,
这种渡河方式耗时最短
D.该船渡河的时间会受到水流速度变化的影响
AC
7.如图所示,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u,划船速度均为v,出发时两船相距2 H/3,甲、乙船头均与岸边成600角,且乙船恰好能直达对岸的A点,则下列判断正确的是(?? )
A.甲、乙两船到达对岸的时间相同
B.两船可能在未到达对岸前相遇
C.甲船在A点右侧靠岸
D.甲船也在A点靠岸
AD
8.如图所示,一条小河,河宽d=60m,水速v1=3m/s,甲乙两船在静水中的速度均为v2=5m/s,两船同时从A点出发,且同时到达对岸,其中甲船恰好垂直到达正对岸的B点,乙船到达对岸的C点,则(?? )
A.α=β
B.两船过河时间为12s
C.两船航行的合速度大小相同
D.BC距离为90m
AD
9.有一条宽为30m的河,假若水流速度为5m/s,有一小船要过河,在正对岸下游40m处有一危险水域,为了使小船的登岸点在危险水域的上游,若过河时船头指向始终垂直河岸,小船相对于静水的最小速度为多少?若过河时船头指向可以是任意的,小船相对于静水的最小速度又为多少?
v1=37.5m/s,v2=3m/s.
10.玻璃生产线上宽12m的成型玻璃板以0.5m/s的速度不断地向前行进,在切割处,割刀的速度为1.3m/s。为使割下的玻璃板成规定尺寸的矩形,刀的轨道应该如何控制? 切割一次的时间有多长?
刀的轨道与玻璃前进方向的夹角θ则tanθ=24,t=10s.
11.甲、乙两船在静水中航行速度分别为v甲和v乙 ,两船从同一渡口向河对岸划去。已知甲船想以最短时间过河,乙船想以最短航程过河,结果两船抵达对岸的地点相同,则甲、乙两船渡河所用时间之比t甲 :t乙为多少?
t甲:t乙=v乙2:v甲2