题目内容

【题目】已知渡船在静水中速度的大小为,河水流速的大小为.如图渡船船头

方向与水流方向成夹角,且河面垂直宽度为.

(Ⅰ)求渡船的实际速度与水流速度的夹角;

(Ⅱ)求渡船过河所需要的时间.[提示: ]

【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)

【解析】试题分析:(I)以为原点建立平面直角坐标系,根据两个速度的大小和夹角,可求得两个速度对应的坐标,利用向量的加法坐标匀速,可得和速度的坐标,由此求和和速度的大小和角度.(II)由(I)结论可求得垂直对岸方向上的速度大小,利用路程除以速度可得时间.

试题解析:

方法一:(向量坐标法)

为坐标原点, 所在直线为轴建立平面直角坐标系

由条件,,

,即

所以

所以

即所以渡船的实际速度与水流速度的夹角;

(Ⅱ)由(Ⅰ)知船垂直方向速度为

所以渡船过河所需要的时间 .

方法二:(正、余弦定理)

(Ⅰ)如图所示, ,设渡船的合速度,则

由条件,

,

根据向量的平行四边形法则有: ,,

中, 由余弦定理得

中, 由正弦定理得,得

所以渡船的实际速度与水流速度的夹角;

(Ⅱ)由(Ⅰ)知船所走过路程为

所以渡船过河所需要的时间 .

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